陶瓷材料包括玻璃、陶瓷等傳統(tǒng)陶瓷與耐熱性、耐腐蝕性優(yōu)異的高性能陶瓷。常用的陶瓷刀具材料是以AL₂O₃或Si₃N₄為基體成分在高溫下燒結(jié)而成的。其硬度達(dá)91~95HRA，耐磨性比硬質(zhì)合金高十幾倍，適用于加工冷硬鑄鐵和淬硬鋼；在1200℃高溫下仍能切削，高溫硬度可達(dá)80HRA，切削速度比硬質(zhì)合金高2~10倍；具有良好的抗粘接性能，而且它與多種金屬的親和力??；化學(xué)穩(wěn)定性好，即使在其熔化時(shí)，與鋼也不起相互作用；同時(shí)具有很強(qiáng)的抗氧化性。

　　1、陶瓷刀具材料的分類

　　陶瓷刀具材料主要分為氧化鋁系(AL₂O₃)、氮化硅系(Si₃N₄)、硅鋁氧氮系(SiAION，賽隆陶瓷)

　　(1)氧化鋁系陶瓷

　?、偌冄趸X陶瓷(AL₂O₃)。這是最早發(fā)展起來的一種刀具陶瓷材料，它是加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.5%的Mg0或其他玻璃氧化物如Cr₃O₃、TiO₂等混合粉末，經(jīng)冷壓或熱壓制成的。

　?、谘趸X-碳化物陶瓷(AL₂O₃-TiC)。這種陶瓷是在氧化鋁中添加百分之幾到百分之幾十的多種碳化物的組合陶瓷，如添加TiC、WC、SiC和TaC等，其中以添加TiC的AL₂O₃-TiC陶瓷應(yīng)用最多，TiC的添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在30%~60%之間，也有添加5%~10%的。

　?、垩趸X-氧化鋯陶瓷(AL₂O₃-ZrO?)。純AL₂O₃和AL₂O₃-TiC陶瓷是以提高組織的致密度，采用更細(xì)微的晶粒手段來增加陶瓷的密度，而AL₂O₃-ZrO?陶瓷是在AL₂O₃基陶瓷中添加可誘導(dǎo)微觀裂紋的ZrO?形成的陶瓷，這種微觀裂紋可以吸收斷裂能，增加陶瓷的韌性。

　?、苎趸X-硼化鈦陶瓷(AL₂O₃-TiB₂)。在AL₂O₃基陶瓷中添加硼化鈦(TiB₂)作為粘結(jié)劑，用冷壓或熱壓法制成的AL₂O₃-TiB₂陶瓷。這種陶瓷組織中具有細(xì)晶粒AL₂O₃和TiB₂連續(xù)的粘結(jié)相，因而具有極好的韌性和耐磨性。

　　(2)氮化硅系陶瓷(Si₃N₄)

　?、俚杼沾?Si₃N₄)。它是將硅粉在1350~1400℃高溫下通氮?dú)獾筮M(jìn)行球磨，并添加微量助燒結(jié)劑如MgO(氧化鎂)、Al,O,或Y,0、(氧化釔)等然后經(jīng)1700~1750℃的溫度和20~30MPa的壓力下熱壓燒結(jié)而成，呈灰白或黑灰色。

　?、诮M合氮化硅陶瓷。它包括兩種組合氮化硅陶瓷，一種是在氮化硅中添加復(fù)合強(qiáng)化劑TiC、Co等燒結(jié)而成；另一種組合碳化硅陶瓷是在氮化硅陶瓷(體積分?jǐn)?shù)92%)中添加6%和2%的其他成分構(gòu)成組合碳化硅陶瓷的基體材料，以占總體積分?jǐn)?shù)70%的基體材料再添加占總體積30%的強(qiáng)化劑TiC制成的一種無鈷新型SiN4-TiC組合陶瓷。

　?、蹚?fù)合硅鋁氧氮(SiN-AlO，SiAION，賽隆陶瓷)系陶瓷這是在1980年代末期發(fā)展起來的刀具材料，它是采用粉末冶金工藝在1600~2000℃高溫下熱燒結(jié)而成。具有極好的高溫性能、抗熱沖擊和抗機(jī)械沖擊韌性。它實(shí)際上是Si₃N₄中Si、N原子被Al和O原子置換所形成的一大類固溶體的總稱。

　　2、陶瓷刀具的性能

　　陶瓷刀具的硬度高，因此耐磨性好?？捎糜诩庸鹘y(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料，例如硬度達(dá)65HRC的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵，因而可免除退火加工所消耗的能源，并因此也可提高工件的硬度，延長機(jī)器設(shè)備的使用壽命。陶瓷刀具能對高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工；陶瓷刀具切削時(shí)與金屬摩擦力小，切削不易粘接在刀片上，不易產(chǎn)生積屑瘤，加上可以進(jìn)行高速切削，所以在條件相同時(shí)，工件表面粗糙度值比較小。

　　陶瓷刀具耐高溫、熱硬性好，可在1200℃下連續(xù)切削，所以陶瓷刀具的切削速度比硬質(zhì)合金高很多，可進(jìn)行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”。而且氮化硅陶瓷刀具的主要原料是自然界很豐富的氮和硅，用它代替硬質(zhì)合金，可節(jié)約大量的W、Co、Ta和Nb等重要的金屬。