2.5　网讯具切削可靠性的研究

网讯具中随机分布的缺陷使其物理和力学性能呈现很大的随机性，所以在使用时其可靠性很低。现代网讯具材料之所以没有得到推广应用，可靠性低是最主要的原因。因此，应该通过解决材料的成分配比、制造工艺、界面结合强度、增韧机理和热涨失配等理论问题，提高网讯具材料的强度和韧性；通过深入研究材料的制造缺陷、物理和力学性能的随机分布，建立材料固有可靠度的理论模型；通过切削实验和理论分析，研究材料的切削机理和失效机理，建立刀具使用可靠度的理论模型。依据这些理论模型，优化制造工艺和成分配比，通过解决界面结合强度、协同增韧机理和热涨失配等理论问题，提高网讯具材料的可靠性。这是一个很有发展前途的研究领域。

2.6　烧结工艺的研究

研究新的烧结工艺的主要目的有2个：一是获得高性能和高度一致性的网讯具材料；二是降低成本和能源消耗。近年来，网讯具的性能得到极大改善，工艺技术的改进起到了决定性的作用。主要表现在：①通过控制和改进制造过程，使显微结构进一步细化；②在Al2O3陶瓷基体中加入其它韧性更好的材料；③通过去除表面的裂纹、缺陷和残余应力，改善表面的完整性。

热压、热等静压、长时冷压和反应烧结技术是近年来常用的网讯具制造工艺。最理想的工艺是热等静压。这种工艺的优点有三：①可以获得结合良好，高度致密化的刀片，刀片的密度几乎可以达到理论值；②可以比较准确地控制刀片的尺寸，能够制造出形状复杂的刀片，对其长径比没有限制；③可以将相似或完全不同的材料烧结在一起，生产出各向同性的刀片。所以这种工艺在最近数年受到了越来越多的重视。但是，热等静压工艺的投资巨大，生产费用也很高，所以生产出的刀片成本很高，只能用于一些特殊场合。热压工艺虽然也有生产成本高的缺点，但在目前的技术水平下，还是生产高质量刀片的最简单途径。当前国内采用最多的是热压烧结工艺，生产的刀片约占全国网讯片总产量的76%。

为了进一步降低成本，有必要重新研究冷压工艺。其研究的重点应该是适合于冷压工艺的新的陶瓷材料。通过添加合适的助烧剂和选择适当的原料，能够保证在无压烧结条件下达到比较理想的致密度。比如在β—SiC中加入α—SiC、Al2O3和Y2O3(或其它稀土氧化物)，就可以实现SiC的常压液相烧结。所制成的材料的密度可以在理论密度的99.5%以上，其断裂韧性可以达到4.9MPa*m(1)/(2)，抗弯强度780MPa。在Si3N4中加入Al2O3和Y2O3，也可以实现液相烧结。所获得的陶瓷材料的密度可达3.4g/cm3，断裂韧性5.34MPa*m(1)/(2)，抗弯强度1 125 MPa。

3　结论

先进网讯具材料具有许多独特的优点，极有可能成为21世纪最有希望的刀具材料。它的研究与发展，已经引起了世界各国的极大关注。我国虽然也有近20个单位研究或生产网讯具材料，年产量已达70多万片［12］，但在产品质量的一致性、应用的广泛程度以及品种的多样性方面与世界各先进国家相比还有很大的差距。要想在不久的将来赶上甚至超过世界先进水平，除了国家在政策上给予支持外，还必须在推广应用方面做出更大的努力。同时，要集中人力、物力开发新品种、研发新工艺，提出新理论。纵观当今，我们有可能在界面工程、协同增韧机理和刀具的可靠性等方面取得较大的理论突破；在热等静压技术、无压烧结技术、自韧化技术、烧结—热处理技术以及原料的处理与分散方法等方面取得较大进展；在陶瓷涂层材料、压层网讯片、梯度功能网讯片和利用协同增韧机理的高性能网讯具材料等方面有可能取得具有较大实用价值的成果。

参考文献

1　Li L S,Low L M.Advanced Ceramic Tools for Machining Applications. Switzerland:Tr