正常切削時(shí)，陶瓷刀具耐用度極高，切削速度可比硬質(zhì)合金提高2~5倍，特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可切削硬度達HRC65的各類(lèi)淬硬鋼和硬化鑄鐵等。常用的有：氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。

氧化鋁基陶瓷刀具比硬質(zhì)合金有更高的紅硬性，高速切削狀態(tài)下切削刃一般不會(huì )產(chǎn)生塑性變形，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性，提高耐沖擊性能，通?？杉尤隯rO或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入純金屬或碳化硅晶須。氮化硅基陶瓷除紅硬性高以外，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比，它的缺點(diǎn)是在加工鋼時(shí)易產(chǎn)生高溫擴散，加劇刀具磨損，氮化硅基陶瓷主要應用于斷續車(chē)削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵。

金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料，其中TiC為主要的硬質(zhì)相(0.5~2μm)，它們通過(guò)Co或Ti粘結劑結合起來(lái)，是一種與硬質(zhì)合金相似的刀具，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性。它比常規硬質(zhì)合金能承受更高的切削溫度，但缺乏硬質(zhì)合金的耐沖擊性、強力切削時(shí)的韌性以及低速大進(jìn)給時(shí)的強度。近年通過(guò)大量的研究、改進(jìn)和采用新的制作工藝，其抗彎強度和韌性均有了很大提高，如日本三菱金屬公司開(kāi)發(fā)的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山德維克公司開(kāi)發(fā)的金屬陶瓷刀片新品CT系列和涂層金屬陶瓷刀片系列，其晶粒組織的直徑細小至1μm以下，抗彎強度和耐磨性均遠高于普通的金屬陶瓷，大大拓寬了其應用范圍。

立方氮化硼(CBN)

CBN的硬度和耐磨性

僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷相比，其耐熱性和化學(xué)穩定性稍差，但沖擊強度和抗破碎性能較好。它廣泛適用于淬硬鋼(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質(zhì)合金刀具相比，其切削速度可提高一個(gè)數量級。

CBN含量高的復合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐沖擊韌性好，其缺點(diǎn)是熱穩定性差和化學(xué)惰性低，適用于耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加工。PCBN刀具中CBN顆粒含量較低，采用陶瓷作粘結劑，其硬度較低，但彌補了前一種材料熱穩定性差、化學(xué)惰性低的特點(diǎn)，適用淬硬鋼的切削加工。

在切削灰鑄鐵和淬硬鋼時(shí)，可選擇陶瓷刀具或CBN刀具，為此，應進(jìn)行成本效益和加工質(zhì)量分析，以確定選擇哪一種。圖3為Al2O3、Si3N4和CBN刀具加工灰鑄鐵后刀面磨損情況，如圖3所示，PCBN刀具材料切削性能優(yōu)于A(yíng)l2O3和Si3N4。但在淬硬鋼干式切削時(shí)，Al2O3陶瓷的成本低于PCBN材料。陶瓷刀具有良好的熱化學(xué)穩定性，但卻不及PCBN刀具的韌性和硬度。在切削硬度低于HRC60以下和采用小進(jìn)給量時(shí)，陶瓷刀具是較好的選擇。PCBN刀具適于切削硬度高于HRC60的工件，尤其在自動(dòng)化加工和高精度加工時(shí)更為適用。除此之外，在相同后刀面磨損情況下，PCBN刀具切削后的工件表面殘余應力也比陶瓷刀具相對穩定。
使用PCBN刀具干式切削淬硬鋼還應遵循以下原則：在機床剛性允許條件下盡可能選擇大切深，這樣切削區生成的熱量使得刃前區金屬局部軟化，能有效降低PCBN刀具的磨損，此外，在小切深時(shí)還應考慮采用PCBN刀具導熱性差而使得切削區熱量來(lái)不及擴散，剪切區也能產(chǎn)生明顯的金屬軟化效應，減小切削刃的磨損。

2，超硬刀具的刀片結構及幾何參數

刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發(fā)揮刀具切削性能是至關(guān)重要的。按刀具強度而言，各種刀片形狀的刀尖強度從高到低依次為：圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料選定后，應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車(chē)削刀片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工，精加工時(shí)的刀尖圓弧半徑約為0.8μm左右。

淬硬鋼切屑為紅而酥軟的緞帶狀，脆性大，易折斷，不粘結，淬硬鋼切削表面質(zhì)量高，一般不產(chǎn)生積屑瘤，但切削力較大，特別是徑向切削力比主切削力還要大，所以，刀具宜采用負前角(go≥-5°)和較大的后角(ao=10°~15°)。主偏角取決于機床剛性，一般取45°~60°，以減少工件和刀具顫振。