新型陶瓷切削刀具

1、新型陶瓷切削刀具論文學院 機電工程學院專業(yè) 機械電子1班學號 3116113043姓名 蘇 文 斌2012年 11 月 18 日前言隨著世界加工業(yè)的不斷發(fā)展。在機械加工行業(yè)最重要的是要求不斷提高切削加工生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，特別是數(shù)控機床的發(fā)展。要求開發(fā)比硬質合金刀具切速更高更耐磨的新型刀具。刀具的性能是影響切削加工性能，精度，表面質量等的決定性因素之一，在現(xiàn)代化加工過程中，提高加工效率的最有效的是采用高速切削加工技術，隨著現(xiàn)代科學技術和生存發(fā)展，越來越多的采用超硬難加工材料，一提高機器的使用壽命和工作性能。但陶瓷刀具則以其耐熱性，耐磨性和化學穩(wěn)定性，在高速切削領域和難加工材料方面顯示了傳統(tǒng)刀具

2、無法比擬的優(yōu)勢。據(jù)目前統(tǒng)計各種高強度，高硬度，耐腐蝕，耐磨和耐高溫的難以切削的新材料日益增多。據(jù)文獻估計。這類材料已占國際上加工總數(shù)的50%以上。這些金屬的礦產(chǎn)資源正日益減少，隨之發(fā)生的是此種材料價格不斷上漲。按日前消耗速度。用不了幾十年。其中有些資源將會在加工行業(yè)耗盡。為了避免這種情況的發(fā)生陶瓷刀具則是我們首選材料研究發(fā)展的新領域。切削加工生產(chǎn)率和刀具壽命的高低、加工成本的多少、加工精度和加工表面質量的優(yōu)劣等，在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。目前應用的刀具材料主要有金剛石、立方氮化硼、陶瓷、TiC(N)基硬質合金(金屬陶瓷)、硬質合金、高速鋼及各種涂層刀具。它們各有各自的特點，適應不同

3、的工件材料和不同的切削速度范圍。工程技術界努力研制與推廣陶瓷刀具的主要原因在于：(一)陶瓷刀具材料具有很高的硬度、耐磨性能和良好的高溫性能，與金屬的親和力小，不易與金屬產(chǎn)生黏結，并且化學穩(wěn)定好。近年來，通過控制原料純度和晶粒尺寸，添加碳化物、氮化物、硼化物、氧化物和晶須等，采用多種增韌機制進行增韌補強，使得陶瓷刀具材料的抗彎強度、斷裂韌性和抗沖擊性能等有大幅度提高，應用范圍日益廣泛，可以用于高速切削、干切削、硬切削，切削效率大大提高。(二)構成高速鋼與硬質合金的主要成分鎢資源在全球范圍內日趨枯竭，20世紀80年代初估計，全世界已探明的鎢資源僅夠使用50年時間，鎢已成為世界上最稀缺的資源之一，但

4、其在切削刀具材料中的消耗卻很大，從而導致鎢礦價格不斷攀升，幾十年間已上漲好多倍，而陶瓷刀具材料使用的主要原料氧化鋁、氧化硅等是地殼中最豐富的，這在一定程度上也促進了陶瓷刀具研制與推廣，陶瓷刀具材料的研制開發(fā)與應用取得了許多令人矚目的成果。本文主要介紹陶瓷刀具材料的發(fā)展概況、國內外刀具生產(chǎn)商的主要陶瓷刀具產(chǎn)品及其合理選用，以推動陶瓷刀具得到更加廣泛的應用。一陶瓷刀具材料的發(fā)展概況早在20世紀初，德國與英國已開始采用陶瓷刀具取代傳統(tǒng)的碳素工具鋼刀具，但由于當時的陶瓷脆性較大，所以其應用受到局限。如何克服陶瓷刀具材料的脆性，提高其韌性，成為近百年來陶瓷刀具材料研究的主要課題。20世紀50年代以前以純

5、Al2O3陶瓷為主，60年代至70年代以Al2O3/TiC復合陶瓷為主，70年代后期至80年代初期發(fā)展了氮化硅基陶瓷刀具材料及ZrO2相變增韌陶瓷刀具材料，80年代后期到90年代，發(fā)展了晶須增韌陶瓷刀具材料。進入21世紀，各種納米增韌陶瓷刀具材料及陶瓷涂層刀具成為研究開發(fā)的核心。事實上，硬度高的材料往往強度和韌性低，要想提高韌性往往是以硬度的下降為代價的。陶瓷刀具材料的這種硬度與韌性之間的矛盾使得研究具有高硬度同時又具有高強度、高韌性的陶瓷成為陶瓷刀具材料研究的熱點。超細晶粒技術的發(fā)展和納米復合材料的研究為陶瓷的發(fā)展增添了新的活力。根據(jù)Hall-petch關系，晶粒尺寸越小陶瓷材料的硬度和強度

6、越高，當晶粒尺寸小到100nm左右時，強度和硬度會有很大提高。納米改性、納米復合成功解決了晶粒的異常長大問題，納米級粒子釘扎或進入位錯區(qū)使基體晶粒內形成亞晶界，導致基體晶粒細化。但是納米粉的活性很大，界面反應激活能較低，在燒結過程中極易長大，盡管加入抑制劑，效果仍不理想，目前納米級陶瓷刀具材料仍在研制過程中，開發(fā)出的陶瓷刀具產(chǎn)品相對較少。納米改性、納米復合及超細晶粒陶瓷刀具材料的研究與開發(fā)將是今后陶瓷刀具材料發(fā)展的主要方向。二、陶瓷刀具材料的種類和性能陶瓷刀具材料可分為四大類：CA氧化鋁基氧化物陶瓷(白陶瓷)；CM氧化鋁基金屬碳化物復合陶瓷(黑陶瓷)；CN氮化硅基氮化物陶瓷(非氧化物陶瓷)；C

7、C陶瓷涂層刀具。目前氧化鋁基和氮化硅基陶瓷刀具材料的應用最為廣泛。氧化鋁系陶瓷刀具材料a. 氧化鋁陶瓷刀具：刀具材料中采用純Al2O3陶瓷及以Al2O3為主且添加少量其它元素的陶瓷材料，如MgO、NiO、SiO2、TiO2和Cr2O3等。這些添加物有利于加強Al2O3抗彎強度，但高溫性能有所降低。Al2O3陶瓷的室溫硬度與高溫硬度都高于硬質合金材料。Al2O3陶瓷在室溫與高溫時抗壓強度都很好，尤其可以克服一般高速鋼刀具及硬質合金切削刀刃易形成的變形及塌陷缺點。此外，Al2O3陶瓷的抗氧化、抗粘結性及化學惰性都很好。氧化鋁陶瓷刀具最適于高速切削硬而脆的金屬材料，如冷硬鑄鐵或淬硬鋼；用于大件機械零

8、部件切削及用于高精度零件的切削加工。氧化鋁陶瓷刀具在短、小零件、鋼件的斷續(xù)切削及Mg、Al、Ti及Be等單質材料及其合金材料切削加工時效果較差，容易使刀具出現(xiàn)擴散磨損或發(fā)生剝落與崩刃等缺陷。b. 氧化鋁金屬系復合陶瓷刀具：為提高Al2O3陶瓷刀具韌性，材料中引入10%以下的Cr、Co、Mo、W、Ti、Fe等金屬元素，由此形成Al2O3金屬陶瓷。這樣材料密度、抗彎強度及硬度均有提高，但由于氧化鋁金屬陶瓷刀具抗蠕變強度低、抗氧性差，到目前為止，其推廣使用情況不佳。c. 氧化鋁碳化物系復合陶瓷刀具：系將一定比例的碳化物，如Mo2C、WC、TiC、TaC、NbC和Cr3C2等加入到Al2O3陶瓷中，采

9、用Mo、Ni(或Co、W)等金屬作為粘結相熱壓而成的陶瓷刀具材料。當TiC含量為30%時，陶瓷刀具的耐用度獲得顯著提高，而熱裂紋深度也較小。目前國際上生產(chǎn)的熱壓Al2O3-TiC陶瓷刀具均采用此配方，如山東大學的SG4陶瓷刀具、肯納刀具公司的KY1615等。Al2O3-TiC陶瓷的抗彎強度，耐熱沖擊性等均優(yōu)于純Al2O3陶瓷刀具。在Al2O3-TiC陶瓷材料中，由于金屬粘結Al2O3晶粒和碳化物晶粒二者相互穿插的骨架組成，具有較高的聯(lián)接強度，因此形成較好的切削性能。這類陶瓷刀具最適用于加工淬硬鋼、合金鋼、錳鋼、冷硬鑄鐵、鑄鋼，鎳基或鎳鉻合金，鎳基和鈷基金合等，另外還可用于非金屬材料如纖維玻璃，

10、塑料夾層及陶瓷材料的切削加工。由于氧化鋁一碳化物金屬陶瓷抗熱震性能良好，故可適用于銑削，刨削，反復短暫切削或其它斷續(xù)切削等，亦可采用切削液進行濕式切削等。d. 氧化鋁氮化物、硼化物金屬復合陶瓷刀具：此種陶瓷刀具材料基本性能與加工范圍與Al2O3一碳化物金屬陶瓷材料相當，不過由于以氮化物、硼化物取代TiC，如Al2O3-TiN, Al2O3-Ti(C,N)，Al2O3-TiB2，因此它具有更好的抗熱震性能與更適用于間斷切削。但是其抗彎強度與硬度都比添加TiC的金屬陶瓷低一些，對它的研究與開發(fā)仍在繼續(xù)中。e. SiC晶須增韌Al2O3陶瓷刀具：SiC晶須的加入使Al2O3基陶瓷的斷裂韌性提高兩倍多

11、，同時保留了很高的硬度，目前這種陶瓷刀具可用于淬硬鋼、工具鋼、冷硬鑄鐵和鎳基合金的加工。如肯納刀具公司的KY4300為SiC晶須增韌Al2O3陶瓷刀具，具有良好的韌性，可用于加工高溫合金和高硬度鑄造材料。f. AlON基陶瓷：在氮氧化鋁(AlON)基體中添加碳化硅晶須，可使氮氧化鋁陶瓷基體得到加強。對于傳統(tǒng)的高溫合金精加工而言，這種刀具材料具有強韌性、抗磨損性和抗熱沖擊性三者的完美結合。與碳化硅晶須增強氧化鋁基陶瓷相比，經(jīng)碳化硅晶須增強的氮氧化鋁陶瓷已被證明可以提高其抗破損能力。氮化硅系陶瓷刀具材料a. 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。由于Si3N4陶瓷以

12、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，其硬度為9193HRA，抗彎強度為0.70.85GPa，耐熱性可達13001400，具有良好的抗氧化性。同時它有較小的熱膨脹系數(shù)(=3×10-6/)，所以有較好的抗機械沖擊性和抗熱沖擊性。Si3N4刀具適合于鑄鐵、高溫合金的粗精加工、高速切削和重切削，其切削壽命比硬質合金刀具高幾倍至十幾倍。此外，Si3N4陶瓷有自潤滑性能，摩擦系數(shù)較小，抗粘接能力強，不易產(chǎn)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，在汽車發(fā)動機鑄鐵缸體等加工中應用越來越普遍。b. 復合Si

13、3N4陶瓷刀具：單一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(HS6580)、高鉻鑄鐵(HS8090)等，單一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。與單一Si3N4陶瓷刀具相比，復合氮化硅陶瓷刀具的抗氧化能力、化學穩(wěn)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。c. 賽隆Sialon陶瓷刀具：賽隆陶瓷以Si3N4為硬質相，Al2O3為耐磨相，并添加少量助燒劑Y203，經(jīng)熱壓燒結而成，有很高的強度和韌性，

14、Sialon陶瓷刀具具有良好的抗熱沖擊性能。與Si3N4相比，Sialon陶瓷刀具的抗氧化能力、化學穩(wěn)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。賽隆(Sialon)陶瓷材料有2種晶體結構，a-Sialon為等軸晶，具有較高的硬度和耐磨性能，b-Sialon為柱狀晶，斷裂韌性和熱傳導能力相對較好，a+b-Sialon復相陶瓷刀具綜合了兩相優(yōu)點，切削性能更優(yōu)異，重載條件下其耐磨性能優(yōu)于單相陶瓷刀具。Sialon陶瓷刀具適用于高速切削、強力切削、斷續(xù)切削，不僅適合于干切削，也適合于濕式切削。如肯納刀具公司開發(fā)的Sialon

15、陶瓷刀具KY1540可用于鑄鐵、鎳基合金、鈦基合金和硅鋁合金的高速切削加工。由于它和鋼的化學親和性大，Sialon陶瓷刀具不適合加工鋼。d. Si3N4晶須增韌陶瓷刀具：該類陶瓷是在Si3N4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。北京方大高技術陶瓷有限公司生產(chǎn)的FD03刀片及湖南長沙工程陶瓷公司生產(chǎn)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。陶瓷涂層刀具涂層技術可提高刀具的耐磨性而不降低其韌性，較好的解決了刀具材料存在的強度和韌性之間的矛盾，是切削刀具

16、發(fā)展的一次革命。常用的涂層方法是PVD和CVD，陶瓷涂層以CVD法為主，最近WALTER刀具公司在世界上首次開發(fā)出了硬質合金基體上的PVD氧化鋁陶瓷涂層刀具。PVD氧化鋁陶瓷涂層刀具既具有較好的韌性，又具有良好的抗磨損性能，適用于難加工材料、不銹鋼和普通鋼的高效切削加工。涂層方式有單涂層，、多涂層、納米涂層等。陶瓷單涂層刀具如Ingersoll公司的IN6510(K15-K20硬質合金基體)、IN6515(K15-K35，P20-P30硬質合金基體)、IN6530(P25-P45，M25-M40，K20-K50硬質合金基體)。厚膜氧化鋁涂層對于提高加工效率很有幫助，但通常的涂層技術在膜厚增厚的

17、同時會降低涂層與基體的結合力，肯納刀具公司通過技術改進，在不降低結合力的前提下，已將KC9110氧化鋁涂層的厚度從12µm先增加到182µm，后又提高到242µm，使該刀具的切削性能大大提高。多層陶瓷涂層可阻擋裂紋的擴展，提高刀具壽命，近年來發(fā)展較快。如山高刀具公司的鉆削用T2000D(涂層材料Ti(C, N)-Al2O3-TiN)，T3000D刀具(涂層材料 Ti(C,N)- Al2O3)；銑削用T150 M(涂層材料Ti (C, N)- Al2O3)，T350 M(涂層材料Ti (C, N)- Al2O3/TiN)，T200 M(涂層材料Ti (C, N)-

18、Al2O3-TiN)，T250M(涂層材料Ti (C, N)- Al2O3/TiN)；車削用TP1000 、TP2000(涂層材料Ti (C, N)- Al2O3-Ti (C,N)-TiN)，TP3000、TP200、TP400、TK1000、TK 2000(涂層材料Ti (C, N)-Al2O3-TiN)，山高刀具公司還開發(fā)了a- Al2O3與k- Al2O3相互交替的涂層刀具。WALTER刀具公司開發(fā)生產(chǎn)了氧化鋁多層涂層刀具：WAP系列(涂層材料TiCN- Al2O3-TiN)，WAK系列(涂層材料TiCN- Al2O3/TiN)，WAM 系列(涂層材料TiCN- Al2O3-HfN)?？?/p>

19、納刀具公司開發(fā)了硬質合金基體KC系列CVD氧化鋁多層涂層刀具，如表所示。納米涂層材料的每一個顆粒尺寸都非常小，因此晶粒邊界非常長，從而具有很高的高溫硬度、強度和斷裂韌性，已開發(fā)出400層的TiAlN-TiAlN/Al2O3納米涂層刀具。氮化硅基陶瓷的韌性優(yōu)于氧化鋁基陶瓷，但其耐磨性稍差。切削鑄鐵時，氮化硅基陶瓷刀具的后刀面磨損大于氧化鋁基陶瓷刀具，切削鋼料時，氮化硅基陶瓷刀具的月牙洼磨損較大。為此，國外在氮化硅基陶瓷表面上施以Al2O3涂層，經(jīng)Al2O3涂層后的氮化硅刀具其磨損量為未涂層的1/3。如Sandvik公司的GC1690和山高(日本)刀具公司的氮化硅基涂層陶瓷刀具，肯納刀具公司最近開

20、發(fā)的氮化硅基CVD氧化鋁涂層陶瓷刀具KY3400可用于球墨鑄鐵的高速加工，也可用于灰口鑄鐵、延展鑄鐵或球墨鑄鐵的通用加工?？霞{刀具公司還在PCBN基體上研制了CVD氧化鋁涂層刀具KB9610(低含量CBN)、KB9640(高含量CBN)，外層的金黃色TiN涂層主要是易于識別，大大提高了PCBN刀具的前刀面抗月牙洼磨損能力，抗熱腐蝕和化學腐蝕能力也大大提高。KB9640還特別適合于灰鑄鐵剎車片(盤)的加工，同樣條件下，PCBN基體CVD氧化鋁涂層刀具壽命比未涂層PCBN提高了近3倍。住友電工公司在該公司CBN200/CBN80(立方氮化硼燒結體)表面涂履特殊的陶瓷涂層，使PCBN刀具材料的耐磨性

21、提高30%，刀具壽命大幅度延長，這種新型刀具主要用來高速加工汽車行業(yè)常用的高硬度淬火鋼和鑄鐵。三、陶瓷刀具材料的應用陶瓷刀具材料、牌號種類繁多，性能各異，而切削加工的工件材料種類多種多樣，陶瓷刀具和其它刀具一樣，也不是萬能的，各有一定的適用范圍，在工業(yè)生產(chǎn)中，針對不同的工件材料和加工要求，選擇合適的陶瓷刀具材料進行加工是提高加工效率、降低加工成本的關鍵所在。鑒于陶瓷刀具的特性，選用時必須注意以下幾方面的問題：(1)機床-刀具-工件-夾具組成的加工系統(tǒng)必須具有良好的剛性、機床須具有足夠的功率和較高的轉速；(2)防止工件結構、材料不均勻或毛坯加工余量不均勻對刀具的沖擊；(3)合理選擇刀具幾何參數(shù)；

22、(4)合理選擇切削用量。通常白色的、含少量ZrO2的Al2O3基陶瓷用于加工鑄鐵件，而ZrO2含量更高的Al2O3基陶瓷用于加工鋼件。通過強韌化機理，ZrO2增強了工具的斷裂韌性，但它降低了工具的熱導率和硬度。而TiC含量高達30%的黑陶瓷與白陶瓷相比，其韌性和硬度都更好，被應用于加工更硬的鐵、鋼、鎳基合金。韌性和抗磨損性兼?zhèn)涞募氼w粒Al2O3-TiCN黑陶瓷在鑄鐵、鐵合金、硬度高達60HRC的不銹鋼的車削和鉆削精加工中取代了Al2O3-TiC陶瓷刀具。開發(fā)于80年代初、帶有SiC晶須增強物的Al2O3陶瓷因SiC晶須分散的晶胞所導致的裂紋偏轉而比黑、白陶瓷具有更好的韌性。由于具有更高的熱傳導

23、率和較低的熱膨脹率，這些晶須同時也提高了材料的硬度和抗熱沖擊能力。這些刀具材料適用于鎳基合金和鑄鐵的高速/高進給加工，但因SiC的化學穩(wěn)定性較差而不宜用于鋼鐵加工。Si3N4/Sialon陶瓷刀具材料具有類晶須的晶粒構造，該類陶瓷比白色的Al2O3陶瓷具有更強的韌性，具有出色的紅硬性和抗熱沖擊能力，能進行高速、高進給加工并可用于鎳基合金和鑄鐵的斷續(xù)切削。但它們較低的化學穩(wěn)定性使其在加工鋼件時缺乏優(yōu)勢。山特維克可樂滿(Sandvik Coromant)公司生產(chǎn)的CC6090氮化硅陶瓷刀具適于高速粗、半精切削加工灰鑄鐵，而純陶瓷CC620及復合陶瓷CC650適于精加工輕載荷切削灰鑄鐵。該公司生產(chǎn)的

24、Sialon陶瓷刀具CC6080適于高效精、半精車耐熱合金，如鎳基合金。而晶須增韌的陶瓷刀具CC670可用于鎳基合金的粗車、精車，也可用于粗車淬硬鋼和冷硬鑄鐵。該公司生產(chǎn)的GC6050復合陶瓷刀具適于高效精、半精車削淬硬鋼和冷硬鑄鐵軋輥。山特維克可樂滿公司車削鑄鐵的專用牌號GC3205、GC3210、GC3215分別采用不同的硬質合金基體和不同厚度的TiCN-Al2O3涂層刀具，可分別用于灰鑄鐵的高速加工、球墨鑄鐵的高速加工和各種鑄鐵的中低速斷續(xù)切削加工。該公司還生產(chǎn)用于加工奧氏體不銹鋼的陶瓷涂層刀具，牌號為GC2015，涂層結構為TiN-TiN/ Al2O3(多層)-TiCN，GC2015的

25、基體采用了梯度硬質合金，表面富鈷，韌性好，內部有良好的紅硬性，允許應用高的切削速度，底層的TiCN與基體的結合強度高并有良好的耐磨性，TiN/Al2O3的多層結構既耐磨又能抑制裂紋的擴展，表面的TiN有較好的化學穩(wěn)定性又易于觀察刀具的磨損。該公司利用Wiper技術開發(fā)的Wiper陶瓷刀片適于硬車削、鑄鐵的切削加工及耐熱合金的切削加工。藍幟(LMT)集團BOEHLERIT公司的Casttec LC620H刀具采用強韌基體，表面涂覆Al2O3，可減小前刀面月牙洼磨損，主要用于斷續(xù)切削，能以400m/min的線速度斷續(xù)切削灰鑄鐵。當高速切削時，刀片及刀桿(刀柄)的剛性是關鍵的，為此肯納(Kennam

26、etal)刀具公司開發(fā)了帶壓槽的陶瓷刀具，這類刀具在鑄鐵高速加工時能提供較高的剛性，該公司還開發(fā)了圓形的陶瓷刀片。KY3500為純氮化硅陶瓷，韌性最強，用于灰口鑄鐵的大進給量加工，包括斷續(xù)切削。KY1310為Sialon陶瓷刀片，耐磨性極好，通常用于灰口鑄鐵的高速連續(xù)車削加工，也可以車削硬化工件表皮。KY2100也為Sialon陶瓷刀片，耐磨性好，而且具有良好的抗機械沖擊的能力，可用于高溫合金的通用加工。KY1525為晶須增韌的氧化鋁陶瓷刀片，用于高溫耐熱合金的精加工或通用加工，刀片耐磨性好。刃口抗熱沖擊能力強，抗notch wear能力強。KY4400陶瓷刀片是在1µm晶粒度的Al

27、2O3基體中混入了TiCN而開發(fā)成的，適合于精車和半精車硬度達40-67 HRC的淬硬鋼或鑄鐵。IN11，IN22和IN23是伊斯卡(ISCAR)公司開發(fā)的陶瓷刀片。IN11刀片的主要成分為Al2O3 和ZrO2，顏色是白色，可用于鋼(切削速度400 m/min)和鑄鐵(切削速度600 m/min)的精加工；IN22刀片的主要成分為Al2O3 和TiCN，顏色是黑色，可用于淬硬鋼、難加工材料、冷硬鑄鐵的車削，也可用于高速鋼和工具鋼的切削加工，加工硬度50 HRC淬硬鋼的切削速度可達150 m/min ，進給量達0.2 mm/rev；IN23刀片的主要成分為Al2O3 和TiC，顏色是黑色，應用范圍與氮化硅陶瓷刀具相似，可用于灰鑄鐵和球墨鑄鐵的半精、精加工，也可用于精銑或輕斷續(xù)切削加工，加工灰鑄鐵的刀具壽命比未涂層氮化硅陶瓷刀具的壽命長。該公司開發(fā)的氮化硅刀具IS8的主要成分包括Si3N4，Al2O3和Y2O3. 特別適合于粗、半精加工鑄鐵，也可用于車削或銑削灰鑄鐵和球墨鑄鐵。該公司開發(fā)的陶瓷刀具具有各種形狀，有帶孔的，也有不帶孔的。三菱綜合材料公司車削鑄鐵的牌號UC5105、UC5115均涂覆微粒Al2O3和微粒且纖維狀的TiCN厚膜，前者采用高硬度的基體，用于灰鑄鐵和球