在機械加工中，刀具一直被稱作為“工業制造的牙齒”，而刀具材料的切削性能是決定其生產效率，生產成本和加工品質的關鍵因素之一，因此，正確的選用切削刀具材料是至關重要的，陶瓷刀具以其優異的耐熱性、耐磨性和化學穩定性，在高速切削領域和切削難加工材料方面顯示了傳統刀具無法比擬的優勢，并且陶瓷刀具的主要原料Al和si在地殼中含量豐富，可以說取之不盡，用之不竭，因此新型陶瓷刀具應用前景十分廣闊。

       一、陶瓷刀具的種類

       陶瓷刀具材料的進展集中在提高傳統刀具陶瓷材料的性能、細化晶粒、組份復合化、采用涂層、改進燒結工藝和開發新品等方面，以期獲得耐高溫性能、耐磨損性能和抗崩刃性能優異且能適應高速精密切削加工的需求。河南超硬材料研究所把陶瓷刀具材料大致可分為氧化鋁系、氮化硅和氮化硼（立方氮化硼刀具）三大類。在金屬切削領域，氧化鋁陶瓷刀片和氮化硅陶瓷刀片合稱為陶瓷刀片；在無機非金屬材料學中，立方氮化硼材料歸于陶瓷材料大類。以下是三類陶瓷的特點。

       （1）氧化鋁（Al2O3）基陶瓷：碳化物系陶瓷中添加Ni、Co、W等作為粘結金屬，可提高氧化鋁與碳化物的結合強度。具有良好的耐磨性、耐熱性，且其高溫化學穩定性好，不易與鐵元素之間發生相互擴散或化學反應，所以氧化鋁基陶瓷刀具的應用范圍最廣，適于對鋼材、鑄鐵及其合金的高速切削加工；由于抗熱振性能提高，也可用于斷續切削條件下的銑削或刨削，但它不宜用來加工鋁合金、鈦合金和鉭合金，否則容易產生化學磨損。

       （2）氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具：是在氮化硅基體中添加適量金屬碳化物及金屬等復合強化劑，利用復合強化效應(又稱彌散強化效應)制成的一種陶瓷。特點是硬度高，耐磨性好，耐熱性、抗氧化性好，氮化硅與碳和金屬元素化學反應較小，摩擦因數也較低。適宜精車，半精車，精銑或半精銑。

       （3）氮化硼陶瓷（立方氮化硼刀具）：硬度高，耐磨性，耐熱性好，好的熱穩定性，具有良好的導熱性，較低的摩擦系數，線膨脹系數小。如華菱立方氮化硼刀具BN-S20牌號用于粗加工淬硬鋼，BN-H10牌號牌號用于高速精加工淬硬鋼，BN-K1牌號加工高硬度鑄鐵，BN-S30牌號高速切削灰口鑄鐵均比陶瓷刀片更能取得良好的經濟效益。

       二、陶瓷刀具的特性

       陶瓷刀具的特性：（1）耐磨性好；（2）耐高溫，紅硬性好；（3）刀具耐用度比傳統刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數，保證被加工工件的小錐度和高精度；（4）不僅能對高硬度材料進行粗、精加工，也可進行銑削、刨削、斷續切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工；（5）陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小，切削不易粘接在刀片上，不易產生積屑瘤，加上可以進行高速切削。

       陶瓷刀片與硬質合金刀片相比，可承受2000℃的高溫，而硬質合金在800℃時則變軟；所以陶瓷刀具更具有高溫化學穩定性，可高速切削，但其缺點是陶瓷刀片的強度和韌性很低，容易破碎。之后推出了氮化硼陶瓷（以下通稱為立方氮化硼刀具），主要應用于車削，銑削，鏜削超硬材料。立方氮化硼刀具的硬度比陶瓷刀片高很多，由于硬度高，與金剛石并稱為超硬材料，常用來加工硬度高于HRC48的材料，它有極好的高溫硬度--高達2000℃，盡管比硬質合金刀片脆，但與氧化鋁陶瓷刀具相比，沖擊強度和抗破碎性能有明顯提高。此外，一些特制的立方氮化硼刀具（例如華超超硬BN-K1牌號和BN-S20牌號）能抵御大余量粗加工的切屑負荷，并能承受間斷切削加工時的沖擊以及精加工時的磨損和切削熱，這些特點可以滿足用立方氮化硼刀具粗加工淬火鋼和高硬度鑄鐵等難加工材料。

       以下以華菱品牌立方氮化硼刀具為例簡單介紹一下它的應用范圍。

       三、華菱超硬品牌立方氮化硼刀具的應用范圍

       華菱超硬前身是河南超硬材料研究所，是專業生產立方氮化硼刀具等超硬材料制品的高新技術企業，在業內最先針對灰鑄鐵，各種耐磨鑄鐵/鑄鋼，淬火鋼等材質進行刀具研發。尤其在間斷切削淬火鋼、高鉻白口鑄鐵加工等諸多領域，引領著世界一流水平,在超硬刀具學術界享有很高聲譽,作為超硬刀具國產化先驅，是硬材料加工和高速加工中最知名的刀具品牌。

       華菱品牌立方氮化硼刀具成功采用非金屬陶瓷作為粘合劑，進一步平衡了立方氮化硼刀具的脆性和韌性，是此刀具品牌獨特的優勢之一。作為機夾可轉位數控刀片結構，如表中所示刀片樣式，立方氮化硼刀片分為焊接式立方氮化硼刀片和整體聚晶立方氮化硼刀片，其中焊接式立方氮化硼刀片一般適用于精加工，吃刀量一般在0.3mm以下，而整體燒結立方氮化硼刀片可以大余量切削加工難加工材料，特別在在強斷續切削加工中領先于整個超硬材料刀具行業，華菱立方氮化硼作為民族超硬刀具品牌名揚海外，在世界超硬刀具界獨樹一幟。以下是焊接式立方氮化硼刀片和整體式立方氮化硼刀片的應用范圍表：
       四、結語

       目前，我國陶瓷刀具的發展十分迅速，研究與開發水平與國際相當。陶瓷刀具通過對陶瓷刀具材料組分、制備工藝與材料設計的研究可以在保持高硬度、高耐磨性和紅硬性的基礎上，極大的提高刀具材料的韌性和抗沖擊性能，制備符合現代切削技術使用要求的適宜材料。它實現以車代磨的高效“硬加工技術”及“干切削技術”，提高零件加工表面質量。實現干式切削，對控制環境污染和降低制造成本有廣闊的應用前景。