Luận văn Vật liệu và thông số hình học của dụng cụ cắt

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: VẬT LIỆU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CẮT MỤC LỤC Chương 1 VẬT LIỆU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CẮT Đặc tính phần cắt của dụng cụ có ảnh hưởng lớn đến năng suất gia công và chất lượng bề mặt của chi tiết. Khả năng giữ được tính cắt của dụng cụ góp phần quyết định năng suất gia công của dụng cụ. Dụng cụ làm việc trong điều kiện khó khăn vì ngoài áp lực, nhiệt độ cao dụng cụ còn bị mài mòn và rung động trong quá trình cắt. Nghiên cứu vật liệu phần cắt dụng cụ (vật liệu dụng cụ) sẽ góp phần quan trọng trong việc lựa chọn dụng cụ khi sử dụng nó, góp phần giảm chi phí dụng cụ, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng gia công. Trong chương này sẽ giới thiệu những yêu cầu cơ bản đối với vật liệu dụng cụ, và các loại vật liệu dụng cụ thông thường cũng như các đặc tính, thông số hình học của dụng cụ cắt. 1.1 Yêu cầu chung với vật liệu làm dụng cụ cắt 1.1.1 Tính cắt 1) Độ cứng: Để gia công được vật liệu thì dụng cụ phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công. Lựa chọn độ cứng dụng cụ phụ thuộc vào độ cứng vật liệu gia công. Thông thường khi gia công vật liệu có độ cứng khoảng 200-220HB vật liệu phần cắt dụng cụ phải có độ cứng lớn hơn 60HRC. 2) Độ bền cơ học: Trong quá trình gia công phần cắt dụng cụ chịu tải trọng cơ học và rung động lớn, vì vậy vật liệu dụng cụ phải có sức bền cơ học tốt để tránh gãy vỡ trong quá trình gia công. Vật liệu cơ học có sức bền càng cao thì tính năng sử dụng của chúng càng tốt. 3) Tính chịu nhiệt: Tính chịu nhiệt là một đặc tính quan trọng nhất quyết định chất lượng của loại vật liệu dụng cụ. trong quá trình cắt, nhiệt cắt rất lớn. Phần cắt dụng cụ ngoài chịu tải trọng cơ họclớn còn chịu tải trọng nhiệt cao. Tính chịu nhiệt của vật liệu dụng cụ là khả năng giữ được đặc tính cắt (độ cứng, sức bền cơ học, v.v…) ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. Nhiệt cắt thường rất lớn có thể đến 1000oC, do vậy tính chịu nhiệt là một trong những đặc tính quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ. 4) Tính chịu mòn: Trong quá trình cắt, mặt trước dụng cụ tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với mặt đang gia công chi tiết, với tốc độ trượt lớn, nên vật liệu dụng cụ phải có tính chịu mòn cao. Phần cắt dụng cụ, khi đủ sức bền cơ học, thì dạng hỏng chủ yếu là dụng cụ bị mài mòn. Thực tế chỉ rõ rằng khi độ cứng càng cao thì tính chịu mòn vật liệu càng cao. Tính chịu mòn vật liệu tỉ lệ thuận với độ cứng. Một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra mòn dao là hiện tượng chảy dính của vật liệu làm dao. Tính chảy dính của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi nhiệt độ chảy dính giữa hai vật liệu tiếp xúc với nhau… Vật liệu làm dao tốt là vật liệu có nhiệt độ chảy dính cao. Qua các nghiên cứu thực nghiệm, nhiệt độ chảy dính của các loại hợp kim cứng có cacbit vonfram (WC) cacbit titan (TiC) với thép (1000oC) cao hơn hợp kim coban với thép (675oC) 1.1.2 Tính công nghệ Tính công nghệ của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi tính khó hay dễ trong quá trình gia công để tạo hình dụng cụ cắt. Tính công nghệ được thể hiện ở nhiều mặt: tính khó hay dễ gia công bằng cắt, gia công nhiệt luyện, độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng , v.v… Một số vật liệu tuy có tính cắt tối ưu nhưng không được sử dụng phổ biến làm dụng cụ cắt một phần vì tính công nghệ của chúng không cao. Vật liệu làm dụng cụ cắt phải dể chế tạo: dễ rèn, cán, dễ tạo hình bằng cắt gọt, có tính thấm tôi cao, dễ nhiệt luyện… 1.2.3 Tính kinh tế Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt ngoài việc đảm bảo được tính năng cắt gọt, còn đảm bảo được yêu cầu kình tế như: - Vật liệu dụng cụ cắt phải phù hợp với điều kiện gia công, các dạng sản xuất - Vật liệu dụng cụ cắt có giá thành thấp, … 1.2 Các loại vật liệu làm dụng cụ cắt: Hiện nay, vật liệu phần cắt dụng cụ được sử đụng gồm các loại sau: thép cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sành sứ, vật liệu tổng hợp và vật liệu mài. Qua sự phát triển của vật liệu dụng cụ cắt, có thể thấy rằng phần vật liệu cứng trong vật liệu dụng cụ cắt tăng lên, do đó tính chịu mài mòn, và tính chịu nhiệt tăng, tăng tuổi bền dụng cụ và tăng được tốc độ cắt. phần vật liệu cứng trong các loại vật liệu dụng cụ có thể được đánh giá theo % Ví dụ: Thép dụng cụ 5-10% Thép gió 20-30% Hợp kim cứng 85-97% Sành sứ 80-100% Bảng 1: Lịch sử và đặc tính của vật liệu dụng cụ Năm Vật liệu dụng cụ Vc 60m/ph Nhiệt độ và giới hạn đặc tính cắt oC Độ cứng HRC 1894 1900 1900 1908 1913 1931 1934 1955 1957 1965 1970 Thép cacbon dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ Thép gió Thép gió cải tiến Thép gió tăng (Co và WC) Hợp kim cứng cacbit và vonfram Hợp kim cứng WC và TiC Kim cương nhân tạo Sành sứ Nitri Bo Hợp kim cứng phủ (TiC) 5 8 12 15-20 20-30 200 300 300-500 100-200 300 200-300 300-500 500-600 600-650 1000-1200 100-1200 800 1500 1600 1000 60 60 60-64 - 91 91-92 100000HV 92-94 8000HV 18000HV 1.2.1 Thép hợp kim Thép hợp kim được chia ra lam hai nhóm: - Nhóm thép được dùng để chế tạo dụng cụ cắt và dụng cụ đo. -Nhóm thép được dùng để chế tạo khuôn mẫu. Bảng 1.3 là thành phần hóa học của thép hợp kim dụng cụ. Kí hiệu của mác thép cho biết: Các chữ số đứng đầu chỉ lượng cácbon theo phần mười. Lượng cácbon cũng có thể không được ghi trên mác thép nếu % (phần trăm) cacbon gần bằng 1 hoặc lớn hơn 1. Các chữ cái đứng đằng sau các chữ số chỉ: Γ – mangan; C-silic: B-vônphram; Φ- vanadi;H-niken;M-môlipđen. Các chữ số đứng đắng sau các chữ cái chỉ lượng trung bình của nguyên tố tương ứng theo % (ví dụ, 7X3 có 0,65÷0,75% cacbon và 3,2÷3,8% crom). Khi không có chữ số đứng đằng sau các chữ cái thì điều đó có nghĩa là lượng nguyên tố này xấp xỉ bằng 1%. Trong một số trường hợp , lượng nguyên tố hợp kim cũng không đuocj ghi nếu không lớn hơn 1,8%. Lượng lưu huỳnh và phốt pho ytong thép không vựt quá 0.3%( cho mỗi nguyên tố). Lượng niken dư trong thép không hợp kim niken cho phép không lớn hơn 0.35%. Lượng đồng dư trong thép cho phép không lớn hơn 0.3%. Thép hợp kim so với tép cacon có ưu điểm hơn về độ dài và ít biến dạng khi nhietj luyện. Tính chất cắt gọt của thép hợp kim ( thép hợp kim dụng cụ) và của thép cácbon ( thép cacbon dụng cụ) gần giống nhau, bởi vì chúng có tuổi bền nhiệt thấp (200 ÷ 250độ C). Thép hợp kim được dùng rộng rãi để chế tạo dụng cụ cắt và các trang bị công nghệ (đồ gá và dụng cụ phụ). Các loại phép 7xΦ,8xΦ,9xΦ được dùng để chế tạo các loại lưỡi cưa tròn và lưỡi cưa đai, kéo cắt nguội, các chày đột và các tác dụng cụ chụi va đập. Các loại thép XB5, 9XC, XBΓ, B1 và XBCΓ dùng để chế tạo các loại lưỡi dao tiện , dao phay để gia công vật liệu cứng với tốc độ cắt nhỏ; để chế tạo các loại mũi khoan, mũi khoan, mũi doa, taro, bàn ren và các loại dao chuốt. Đặc biệt, các loại thép XBΓ và 9XC được sử dụng rất rộng rãi, bỏi vì chúng có độ thấm tôi tốt và ít biến dạng, tuy nhiên các loại thép này dễ bị nứt, gây ra hiện tượng gẫy lưỡi cắt. Ngoài ra, dụng cụ từ thép XBΓ khi làm việc với áp lực riêng lớn (dao khoan, doa chuốt) sẽ mòn nhanh do hình dạng của lưỡi cắt thay đổi nhanh. Tuổi bền của dụng cụ định hình phức tạp tạp từ thép XBΓ thấp. Thép 9XC ngài độ thấm tôi tốt còn có đọ bền cao khi nung nóng, nó có khả năng giữ được độ cứng và độ chống mòn cao ở nhiệt độ 250 độC. Tuy nhiên , thép 9XC có tính gia công thấp ( khó gia công) vì độ cứng sau khi ủ cao (HB 288-241). Thép 9XBΓ được dùng để chế tạo các loại dao phay ngón, các calip ren, các khuôn dập nguội có hình dạng phức tạp. Thép X6BΦ được dùng để chế tạo dụng cụ cán ren, các búa cầm tay, các chày dập và các dụng cụ khác để tạo hình bằng biến dạng ở trạng thái nguội. Các loại thép X12M và X12Φ1 biến dạng ít trong quá trình nhiệt luyện. Chúng được dùng để chế tạo các khuôn dập có hình dạng phức tạp, các bánh răng mẫu các bàn cán ren và các khuioon kéo dây. Các loại thép 3x2B8Φ và 4X8B2 được dùng để chế tạo các khuôn é chất dẻo khuôn ép chất dẻo, khuôn đúc nhôm bằng phương pháp đúc áp lực. Các loại thép 7X3 và 8X3 được dùng để chế tạo cối dập bulong trên máy dập búa nằm ngang. Các loại thép 5XHM, 5XHB, 5XHCB và 5XГM được dùng để chế tạo khuôn rèn có kích thước khuôn rèn có kích thước trung bình và lớn. Các loại thép 4X5B2FC, 4XB4FCM, 4X2B5FM và 4X3B2F2M2 được dùng để chế tạo các dụng cụ tạo hình bằng biến dạng nóng các loại hợp kim không gỉ, các loại hợp kim có độ bền cao và các hợp kim khó gia công khác. Các loại thép 4XC, 6XC, 4XB2C được dùng để chế tạo các loại đục khí nén, các dao cắt nóng và cắt nguội, các chi tiết của cối dập nguội. Các loại thép 5XB2C và 6XB2C được dùng để chế tạo các bàn ren, các khuôn đúc áp lực. Thép 5XBГ được dùng để chế tạo các loại chày đột nguội các lỗ trên thép tấm và các khuôn mẫu để dập nóng. Các loại thép 9X5F, 9X5BF, 8X4BF1 và 9X được dùng để chế tạo các loại dụng cụ gia công gỗ. Các nguyên tố Cr, Mn, Si được thêm vào thành phần của thép của thép gió có tác dụng làm tăng tính thấm tôi, còn các nguyên tố V, W và Mo có tác dụng cản độ giãn nở của các hạt kim loại khi nung nóng và làm tăng cơ tính của vật liệu. 1.2.2 Thép gió Thép gió là loại thép chứa trong thành phần ngoài cacbon ra còn có các nguyên tố hợp kim như vonphram, crom, vanadi, molipden có khả năng tạo thành cacbit bền vững sau nhiệt luyện. Ngoài các yếu tố cacbit ra, trong thành phần của một số mác thép còn có côban. Các loại thép gió sau khi tôi cải thiện có độ cứng, độ bền, độ chống mòn và tuổi bền chống nhiệt cao, giữ được tính cắt gọt ở nhiệt độ 600 ÷ 6500C. Điều này cho phép tăng tốc độ cắt của dao thép gió lên 2 ÷ 4 lần so với dao bằng thép cacbon hoặc thép hợp kim. Ưu điểm chủ yếu của thép gió là có khả năng cắt với tốc độ cao khi gia công các loại thép có độ bền và độ cứng cao (dB = 100kG/mm2 và HB 200 ÷ 250). Thép gió được ký hiệu bằng các chữ cái và các chữ số: Chữ cái P có nghĩa là thép gió (thép có khả năg cắt với tốc độ cao), còn chữ số đứng sau chữ cái P chỉ lương vonphram trung bình (%) trong thép. Lương vanadi trung bình (%) được ký hiệu bằng chữ số đứng sau chữ số F, còn lượng coban bằng chữ số đứng sau chữ cái K. Thép gió được chia ra : Thép gió có tuổi bền trung bình (P18, P12, P6M5) và thép gió có tuổi bền cao P18F2, P14F4, P9F5, …). Để gia công các loại thép kết cấu có độ cứng HB 260 ÷ 280 và các loại gang người ta sử dụng thép gió có tuổi bền nhiệt trung bình. Khi gia công các loại thép kết cấu có độ bền cao cần sử dụng các loại thép gió có tuổi bền nhiệt cao. Thép gió P18 thường được dùng để chế tạo các loại dao tiện, dao khoan, dao phay, dao xọc. dao doa, dao khoét, tarô, dao chuốt và bàn ren. Thép gió P9 được dùng để chế tạo các loại dao tiện, dao khoan, dao khoét, tarô, bàn ren và lưỡi cưa. Không dùng thép gió P9 để chế tạo dao cà răng, dao chuốt và dao xọc. Dụng cụ được chế tạo bằng thép gió P18F2 có năng suất, tuổi bền nhiệt và độ chống mòn cao, tuổi bền nhiệt và độ chống mòn cao hơn dụng cụ chế tạo bằng thép gió P9 và P18. Dụng cụ bằng thép gió P18F2 được dùng để gia công thép không gỉ, thép có độ bèn cao, các loại hợp kim titan và các loại hợp kim chịu lửa. Các dụng cụ đó là các loại dao tiện, dao phay, dao khoan, dao khoét và dao doa. Các loại thép gió P9K5, P9K10, P18K5F2, P10K5F5 được dùng để chế tạo các loại dụng cụ (dao tiện, dao phay, dao khoan, dao khoét, dao xọc) khi gia công các loại hợp kim cứng và chịu lửa. Bảng 2: Thành phần hoá học của một số loại thép gió. Nhãn hiệu C Cr W V Co 1. Thép có năng suất thường P18 P9 0,7- 0,8 0,85-0,95 3,8-4,4 3,8-4,4 17,5-19,0 8,5-10,0 1,0-1,4 2,0-2,6 - - 2. Thép gió có năng suất cao P9f5 P14f4 P18F2 P9K5 P9K10 P10K5f5 P18K5f2 1,4-1,5 1,2-1,3 0,85-0,95 0,9-1,0 0,9-1,0 1,45-1,55 0.,85-0,95 3,8-4,4 4,0-4,6 3,8-4,4 3,8-4,4 3,8-4,4 4,0-4,6 3,8-4,4 0,9-10,5 13,0-14,5 17,5-19,0 9,0-10,5 9,0-10,5 10,0-11,5 17,5-19,0 4,3-5,1 3,4-4,1 1,8-2,4 2,0-2,6 2,0-2,6 4,3-5,1 1,8-2,4 - - - 5,0-6,0 9,5-10,5 5,0-6,0 5,0-6,0 Tất cả các nhãn hiệu thép nói trên đều có lượng tạp chất hạn chế Mn0,03%: S<0,03% Thép gió P9F5 được dùng để chế tạo các loại dụng cụ cho gia công tinh , đặc biệt là để gia công thép có độ cứng trung bình gia công đồng, hợp kim chịu lửa và chất dẻo. Các dụng cụ đó là các loại dao tiện, dao phay, dao khoan, dao khoét dao doa Thép gió P14F4 có độ cứng, độ chông mòn và tuổi bền nhiệt cao hơn các loại thép gió P9 và P18. Thép gió P14F4 được dùng để chế tạo các loại dao tiện, dao phay, dao khoan, dao khoét và dao chuốt. Thép gió P6M5 có tính dẫn nhiệt tốt, tuy nhiên tính cắt gọt của thép P6M5 thấp hơn các loại thép P18 và P12 khi gia công tinh, còn khi gia công thô thì ngược lại tính cắt gọt của thép P6M5 cao hơn các loại thép P18 và P12. Nhược điểm của thép gió P6M5 là rất nhạy cảm với nhiệt độ (bị nung nóng rất nhanh). Thép gió P6M5K5 có tuổi bền nhiệt, độ bến và độ dai cao hơn so với thép gió P6M5. Do đó , thép P6M5K5 được dùng để gia công thô. Sơ đồ tôi và ram thép gió 1.2.3 Hợp kim cứng 1. Phân loại hợp kim cứng Thành phần hợp kim cứng bao gồm : cacbit của kim loại dễ nóng chảy và kim loại thấm cacbon (côban). Để chế tạo hợp kim cứng người ta dùng cacbit vonphram, titan và tantan. Ở một số nước tư bản để chế tạo hợp kim cứng người ta dùng cacbit niobi và vanadi. Hợp kim cứng có tính chất cắt gọt tốt nhờ vào độ cứng, tuổi bền nhiệt và độ chống mòn cao. So sánh tính chịu nhiệt cà độ cứng của hợp kim cứng với các loại thép dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió Hợp kim cứng dùng để chế tạo dụng cụ cắt, dụng cụ đo và khuôn mẫu. Ở nga người ta chế tạo ba nhóm hợp kim cứng khác nhau theo thành phần hóa học. Ở nhóm thứ nhất, hợp kim cứng được chế tạo trên cơ sở của cacbit vonphram và côban. Hợp kim cứng của nhóm này có tên gọi là vônphram – côban. Hợp kim cứng của nhóm này có tên gọi là vônphram – côban chúng được kí hiệu bằng các chữ BK kèm theo chỉ số chỉ hàm lượng côban (hàm lượng theo %). Ở nhóm thứ hai , hợp kim cứng được chế tạo trên cơ sở của cacbit vônphram, cacbit titan và côban . Hợp kim cứng của nhóm này có tên gọi là titan – vonphram và được kí hiệu bằng các chữ TK kèm theo các chư số . Chữ số đứng sau chữ T chỉ hàm lượng phần trăm của cacbit tintan, còn chữ số đứng sau chữ K chỉ hàm lượng phần tram của côban. Ở nhóm thứ ba, hợp kim cứng được chế tạo trên cơ sở của cacbit vônphram,titan, tantan và côban. Hợp kim cứng của nhóm này có tên gọi là titan – tantan – vônphram và được kí hiệu bằng các chữ TK kèm theo chữ số. Chữ số đứng sau các chữ TT chỉ hàm lượng phần trăm của cacbit titan và cacbit tantan, còn chữ số đứng sau chữ K chỉ hàm lượng phần trăm của côban. (Bảng 1.5. Thành phần hóa học và tính chất cơ lý của hợp kim cứng) Chất lượng hợp kim cứng không chỉ phụ thuộc vào thánh phầnhoas học mà còn phụ thuộc vào cấu trúc của nó (kích thước hạt). Độ hat (kích thước hạt) có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền và độ chống mòn của hợp kim cứng. Khi kích thước của các hạt của cacbit vônphram tăng thì độ bền của hợp kim cứng tăng lên, còn độ chống mòn giảm xuống và ngược lại. Tùy thuộc vào kích thước của các hạt cacbit, hợp kim cứng được phân loại như sau: - Hợp kim cứng có độ hạt nhỏ (kích thước hạt cacbit khoảng 1μm). - Hợp kim cứng có độ hạt trung bình (kích thước hạt cacbit khoảng 1÷2μm). - Hợp kim cứng cso độ hạt lớn (kích thước hạt cacbit khoảng 2÷5μm). Đối với hợp kim cứng có độ hạt nhỏ ở cuối kí hiệu người ta đặt thêm chữ M, còn đối với hợp kim cứng có độ hạt lớn – đặt chữ B. Ví dụ, hợp kim cứng vônphram – côban chứa 94% cacbit vônphram và 6% côban được chế tạo theo ba loại : loại có cấu trúc hạt trung bình (BK6), loại có cấu trúc hạt nhỏ (BK6M)và loại có cấu trúc hạt lớn (BK6B). Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO lại phân loại hợp kim cứng theo dạng phoi , điều kiện gia công và vật liệu gia công. Theo ISO, tất cả các loại hợp kim cứng được chia ra ba nhóm :P,K và M. - Nhóm hợp kim cứng P được dùng để gia công kim loại với sự hình thành phoi dây băng (khi gia công thép đúc, gang dẻo) - Nhóm hợp kim K được dùng để gia công kim loại với sự hình thành phoi vụn, phoi xếp lớp (khi gia công gang xám, kim loại màu). - Nhóm hợp kim cứng M được dùng để gia công vật liệu khó gia công, thép chụi nhiệt và thép không gỉ, gang có độ cứng cao. Mỗi nhóm hợp kim cứng trên đây lại được chia ra các nhóm nhỏ. Các nhóm nhỏ trong mỗi nhóm được kí hiệu băng hai chữ số thêm vào đuôi cua nhóm chính. Ví dụ, nhóm hợp kim cứng P được chia ra làm các nhóm nhỏ: P01, P10, P20,P30, P40, P50. Chữ số trong nhóm nhỏ tăng cho biết độ bền của hợp kim tăng, còn độ cứng, độchoongs mòn và tốc độ cắt của nó giảm. Nhóm nhỏ P01 được dùng để gia công ting bằng các phương pháp tiện và doa (Tiện trong). Nhóm nhỏ P10 được dùng để tiện tinh và phay tinh. Nhóm nhỏ P20 được dùng để gia công thô bằng phương pháp cắt liên tuc. Nhóm nhỏ P30 được dùng để gia công thô bằng phương pháp cắt gián đoạn. Nhóm nhỏ P40 được dùng để gia công thô thép. Nhóm nhỏ P50 được dùng để gia công các chi tiết lớn. Các mảnh hợp kim cứng được chế tạo theo hai dạng:1- có rãnh bẻ phoi và 2- mặt phẳng không có rãnh thoát phoi Các mảnh hợp kim thuộc dạng 2 được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn. Để thoát phoi và có góc trước dương cần tạo ra mặt lõm trên bề mặt của mảnh hợp kim. 2. Ứng dụng của hợp kim cứng Khi chọn hợp kim cứng để sử dụng, nhà công nghệ không những phải dựa vào tính chất của nó mà còn phải dựa vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công, phương pháp gia công, độ cứng của hệ thống công nghệ (máy – dao – chi tiết – đồ gá), Yêu cầu về độ chính xác và độ bóng bề mặt. Để giúp các nhà công nghệ khi lập quy trình công nghệ, bảng 1.7 đưa ra các phương pháp gia công kèm theo hợp kim cứng thích hợp. 1.2.4 Vật liệu sứ Loại vật liệu làm dao có tính chịu nóng và chịu mòn cao là vật liệu sứ (oxit nhôm Al2O3). Song nhược điểm chủ yếu của vật liệu sứ là dòn, dễ vỡ nên hiện nay không được dùng rộng rãi. Vật liệu sứ được nghiên cứ từ những năm 1930 và phát triển sau 1950. Quá trình chế tạo giống như các loại hợp kim cứng. Đất sét kĩ thuật (oxit nhôm Al2O3) được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1400 ¸ 1600oC. Sau đó được nhiền thành bột mịn. Bột mịn Al2O3 được ép thành các mảnh dao theo tiêu chuẩn và được thiêu kết. Hiện nay có 3 loại vật liệu được sử dụng: a) Oxit nhôm thuần khiết Loại vật liệu sứ này hầu như chỉ có nhôm (Al2O3 » 99%) Xu hướng phát triển vật liệu sứ này là ngoài thành phần nền là oxit nhôm Al2O3 còn thêm vào khoảng dưới 10% oxit kẽm ZnO2. Loại vật liệu có cấu tạo bột mịn, do sức bền cao hơn loại oxit nhôm thuần khiết. Nói chung đối với loại vật liệu sứ hạt càng mịn thì súc bền uốn càng tăng. b) Loại vật liệu sứ trộn Thành phần cơ bản của loại này vẫn là oxit nhôm Al2O3 ngoài ra còn trộn thêm các cacbit kim loại như cacbit titan (TiC) cacbit vonfram (WC) cacbit tantan (TaC), với nitrit titan (TiN): Al2O3 + TiC +TiN Vật liệu sứ này có sức bền tốt dừng tiện tinh, phay tinh, đặc biệt khi gia công các loại gang cứng và thép tôi. c) Loại vật liệu sứ không có oxit Loại này được chế tạo từ nitrit silic (Si3N4) có sức bền uốn cao hơn nhiều hai loại trên. Loại này được dùng đặc biệt tốt khi gia công nhôm và các hợp kim nhôm Đặc tính của các loai vật liệu sứ là: Độ cứng và tính giòn cao do đó tính chịu mòn cao, tính chịu nhiệt cao được dùng cắt ở tốc độ cao Tính dẫn nhiệt kém nên không dùng dung dịch trơng nguội. Nếu tưới dung dịch trơn nguội sẽ gây ra nứt các mảnh sành sứ. Tính dẻo kém do đó sức bền uốn thấp vì vậy vật liệu sứ không chịu được rung động, va đập cũng như lực cắt lớn. Mài sắc mảnh sành sứ rất khó và chỉ có thể mài bằng đá mài kim cương. Trên cơ sở những đặc tính của vật liệu sứ nên chúng được sử dụng với các điều kiện sau: - Tốc độ cắt không nhỏ hơn 100m/ph (Vc > 100m/ph) mặc dầu tuổi bền có thể không hợp lý. Tốc độ khi gia công thép có thể vào khoảng 150 – 200% lớn hơn khi cắt bằng hợp kim cứng P10; khi gia công gang khoảng 200 – 300% cao hơn khi cắt bằng hợp kim cứng K10. Tốc độ cắt tinh lớn nhất khi gia công thép xây dựng có thể lớn đến 600 m/p (Vc = 600m/ph) khi gia công gang có thể Vc = 800m/ph). Khi lựa chọn tốc độ cắt cần phải chú ý đến độ cứng cũng như sức bền vật liệu gia công. - Vì chịu rung động và va đập kém nên