【其他行业标准】 陶瓷刀具材料性能检测方法

中华人民共和国机械行业标准 JB/T12613—2016 陶瓷刀具材料性能检测方法 Inspection methods for performance parameters of ceramic tools material 发布日期：2016-01-15 实施日期：2016-06-01 前言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国刀具标准化技术委员会（SAC/TC91）归口。本标准起草单位：上海交通大学、山东大学、成都工具研究所有限公司。本标准主要起草人：陈明、邱坤贤、田良。本标准为首次发布。 1 范围 本标准规定了陶瓷刀具材料性能参数（显微组织、硬度、密度、化学成分、抗弯强度、导热系数、热膨胀系数、热硬性、耐热冲击性、冲击韧性、断裂韧性、摩擦性能、切削性等）的检测方法。本标准适用于氧化铝（Al2O3）基和氮化硅（Si3N4）基两大类陶瓷刀具材料的性能参数检测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 3488 所有部分 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 3810.8 陶瓷砖试验方法 第8部分：线性热膨胀的测定 GB/T 3849 硬质合金洛氏硬度（A标尺）试验方法 GB/T 3850 致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法 GB/T 4741 陶瓷材料抗弯曲强度试验方法 GB/T 7997 维氏硬度试验方法 GB/T 10297 非金属固体材料导热系数的测定 热线法 GB/T 14389 工程陶瓷冲击韧性试验方法 GB/T 15306.1 陶瓷可转位刀片 第1部分：无孔刀片尺寸（G级） GB/T 23806 精细陶瓷断裂韧性试验方法 单边预裂纹梁（SEPB）法 ISO 28079 压痕法（IM） QB/T 2578 陶瓷材料化学成分 JB/T 7269 陶瓷材料摩擦性能试验方法 JB/T 7420 高精度卧式车床技术条件 JB/T 8801 加工中心技术条件 3 术语和定义 3.1 陶瓷刀具材料 ceramic tool material 用天然或合成化合物氧化铝（Al2O3）基和氮化硅（Si3N4）基经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属刀具材料。 4 检测方法 4.1 显微组织 4.1.1 金相组织高倍检测的试样要求以及试验方法按GB/T 3488的规定执行。 4.1.2 金相组织低倍检测的试样要求以及试验方法按GB/T 3489的规定执行。 4.1.3 超细晶粒陶瓷刀具材料的晶粒度检测采用扫描电子显微镜进行。 4.2 硬度 硬度用洛氏（HRA）硬度或维氏（HV）硬度表示，洛氏（HRA）硬度的试样要求以及试验方法按GB/T 3849的规定执行。维氏（HV）硬度的试样要求以及试验方法按GB/T 7997的规定执行。 4.3 密度 密度测试的试样要求以及试验方法按GB/T 3850的规定执行。 4.4 化学成分 陶瓷材料化学成分按QB/T 2578的规定进行检测。 4.5 抗弯强度 陶瓷刀具材料抗弯强度采用三点负荷法测定，试样要求及试验方法按GB/T 4741的规定执行。 4.6 导热系数 陶瓷刀具材料的导热系数采用热线法，参考GB/T 10297的规定进行检测。 4.7 热膨胀系数 热膨胀系数按GB/T 3810.8的规定进行检测。 4.8 热硬性 4.8.1 热硬性是表征材料在较高的温度下仍能保持较高硬度的性能，通常所指高温硬度。 4.8.2 高温硬度使用高温显微硬度计采用压印法进行检测。压印法是将试样放置于抽真空的炉体中，在加热至要求的温度下，通过压头压入试样来测试其高温显微硬度。 4.9 耐热冲击性 耐热冲击性的试验方法通常是将试样（加工成抗弯强度测试所要求的试样）加热至要求温度，然后再将试样从高温浸入冷却水中，在不同的温度下重复数次，最后再将试样表面抛光，测试其残余抗弯强度。通过做出不同热冲击次数下的温度与残余抗弯强度的曲线，比较材料的耐热冲击性能。 4.10 冲击韧性 陶瓷刀具材料冲击韧性以一定尺寸和形状的试样在冲击负荷作用下一次冲断时单位横截面积上所消耗的冲击功来表征。试样要求以及具体试验方法按GB/T 14389的规定执行。 4.11 断裂韧性 断裂韧性可采用压痕法（IM）或单边预裂纹梁（SEPB）法进行检测。单边预裂纹梁法按GB/T 23806的规定执行。压痕法按ISO 28079的规定执行。 4.12 摩擦性能 以试样在无油润滑状态下的动、静摩擦系数表征其摩擦性能，试样制备要求以及试验方法按JB/T 7269的规定执行。 4.13 切削性 4.13.1 试验方式采用平面铣削或外圆车削。 4.13.2 试验用刀片应符合GB/T 15306.1的要求。 4.13.3 试验用材料应根据刀具实际切削使用对象的不同来选用（通常为经过淬火回火处理的GCr15，其力学性能应满足：抗拉强度Rm≥1200MPa，屈服强度σ0.2≥1100MPa，硬度≥40HRC）。 4.13.4 试验用设备采用加工中心或卧式车床，精度应符合JB/T 8801和JB/T 7420的规定。 4.13.5 切削参数推荐如下： 平面铣削试验：切削速度可以根据试验要求选择v=100m/min～200m/min，切削深度ap=0.5mm~1.0mm，每齿进给量f=0.1mm~3mm，铣削宽度aw=70mm~150mm。 外圆车削试验：切削速度可以根据试验要求选择v=100m/min～200m/min，切削深度ap=0.5mm～1.0mm，进给量f=0.1mm/r~0.4mm/r。 4.13.6 陶瓷刀具材料性能通过下列结果表征： 平面铣削试验：根据不同的刀具材料可以选择达到某一规定的切削冲击次数后（或规定时间内），通过观察刀片的后刀面磨损量和崩刃情况来比较判断刀具材料的切削性能。 外圆车削试验：根据不同的刀具材料可以选择达到某一规定的切削长度后（或规定时间内），通过观察刀片的后刀面磨损量和崩刃情况来比较判断刀具材料的切削性能。