刀具的性能是影響切削加工效率、精度、表面質量等的決定性因素之一。在現代化加工過程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技術；隨著現代科學技術和生產的發展，越來越多地采用超硬難加工材料，以提高機器設備的使用壽命和工作性能。而陶瓷刀具則以其優異的耐熱性、耐磨性和化學穩定性，在高速切削領域和難加工材料方面顯示了傳統刀具無法比擬的優勢。新型陶瓷刀具更由于有很高的硬度(HRA93—95)，從而可加工硬度高達HRC65的各類難加工材料，免除退火加工所消耗的電力和時問；可提高工件硬度，延長機器設備的使用壽命。陶瓷刀具的主要原料Al,0和si是地殼中最豐富的成分，可以說是取之不盡，用之不竭的，因此新型陶瓷刀具的應用前景十分廣闊.

1氮化硅基陶瓷刀具

1．1單一Si3N4陶瓷刀具

此類陶瓷刀具主要是以Mgo為添加劑的熱壓陶瓷。其硬度為9l一93HRA，耐磨性介于一般陶瓷和立方氮化硼之間，抗彎強度為0．7--0．85GPa，介于一般陶瓷和YT30之間，沖擊韌度相當于Y130，耐熱性可達1300—1400℃，具有良好的抗氧化性。此外，si陶瓷有自潤滑性能，摩擦系數較小，抗粘接能力強，不易產生積屑瘤，且切削刃可磨得鋒利。能加工出良好的表面質量，特別適合于車削易形成積屑瘤的工件材料，如鑄造硅鋁合金等。

1．2復臺Si3N4陶瓷刀具

由于Si3N4陶瓷以共價鍵結合，晶粒是長柱狀的，因此有較高的硬度、強度和斷裂韌性，同時它有較小的熱膨脹系數(=3×10-6／℃)，所以有較好的抗機械沖擊性和抗熱沖擊性。Si3N4刀具特別適合于鑄鐵、高溫合金的粗精加工、高速切削和重切削，其切削耐用度比硬質合金刀具高幾倍至十幾倍。在汽車發動機鑄鐵缸體等加工中應用越來越普遍。但是si3N4陶瓷的硬度并不是特別高(HRA92．5)，在加工硬度較高的工件時，如冷硬鑄鐵(HS65—80)、高鉻鑄鐵(HSS0—9o)等，純si3N4|陶瓷刀具的耐用度是較低的。為改善其耐磨性。加人TiCN、TiCN TiN作為硬質彌散相，以提高刀具材料的硬度，同時保留較高的強度和斷裂韌性，稱為復合氮化硅陶瓷刀具。與單s3N4陶瓷刀具相比，復合氮化硅陶瓷刀具的抗氧化能力、化學穩定性、抗蠕變能力和耐磨性都有了很大提高，且易于制造和燒結。是今后陶瓷刀具的重點發展方向。

1．3Simon陶瓷刀具

目前許多國家竟相開發一種新型si基陶瓷刀具：賽隆(SiMon)刀具。賽隆刀具是英國LucasAyMon公司研制成功的一種單相陶瓷刀具，以si3N4為硬質相Al203為耐磨相，并添加少量助燒劑Y203，經熱壓燒結而成，有很高的強度和韌性(抗彎強度可達1200MPa，硬度達1800HV)，SiMon陶瓷刀具具有良好的抗熱沖擊性能，與si3N4相比。SiMon陶瓷刀具的抗氧化能力、化學穩定性、抗蠕變能力與耐磨性能更高。耐熱溫度較高達1300℃以上，具有較好的抗塑性變形能力。其沖擊強度接近于涂層硬質合金刀具，巳成功應用于鑄鐵和高溫合金等難加工材料的加工。目前國際上賽隆(SiMon)陶瓷材料的研究非常活躍，在改進制備工藝，進行復相、超細顆粒、自增韌．刀具材料等的研制方面巳取得了較好的成果。

與si3N4相似，SiMon陶瓷也具有2種晶體結構，a—SiMon為等軸晶具有較高的硬度和耐磨性能，B—SiMon為柱狀晶斷裂韌性和熱傳導能力相對較好，(a B)一SiMon復相陶瓷刀具綜合了兩相優點，切削性能更優異，重載條件下其耐磨性能優于單相陶瓷刀具目前有2種制備自增韌d—SiMon陶瓷的方法：①通過控制成核過程的熱力學特點，在燒結體內原位生長柱狀—Sialon晶粒以得到白增韌Sialon陶瓷；②采用燃燒合成工藝，制備單相柱狀—Sialon粉體，將此粉體按照適當比例添加到原料中制備白增韌—Sialon陶瓷。為降低燒結溫度，一般要加入各種燒結助劑。比較常用的燒結助劑有：Y2O3等氧化物和多種稀土元素，一般同時采用2種或2種以上的燒結助劑。

Sialon陶瓷刀具適用于高速切削、強力切削、斷續切削；不僅適合于干切削，也適合于濕式切削Sialon陶瓷可成功地用于鑄鐵、鎳基合金、鈦基合金和硅鋁合金的加工，是高速加工鑄鐵和鎳基合金的理想刀具材料。由于它和鋼的化學親和性大，Sialon陶瓷刀具不適合加工鋼。

1．4Si3N4晶須增韌陶瓷刀具

晶須增韌陶瓷是在Si34基體中加入一定量的碳化物晶須而成，從而可提高陶瓷刀具的斷裂韌性。如我國北京方大高技術陶瓷有限公司生產的FD03刀片及湖南長沙工程陶瓷公司生產的SW21牌號均屬這一類。FD03刀片是在Si3N4陶瓷基體中加入了硬質彌散顆粒TiC，SW21刀片是在si3N4中加入了一定量的SiC晶須，故有較好的使用性能。國外一些切削專家認為，用siN4基陶瓷切削鋼材效果不如Al2O3基復合陶瓷，故不推薦用其加工鋼材。但用FD02、FD03和S