新型刀具材料——超細金屬陶瓷進展簡介

    Ti(CN)金屬陶瓷刀具由于具有比WC基硬質合金刀具更好的紅硬性、較低的腐蝕性、導熱率和摩擦系數、較好的抗粘刀能力，在許多加工場合已成功取代WC硬質合金刀具。早在20世紀60年代，通過細化晶粒獲得高強度、高硬度和高耐磨性超細WC基硬質合金的工藝就得到了推廣應用，所制備的超細WC基硬質合金廣泛用于制造加工印刷電路板的微型鉆頭、打印針及各類切削刀具，大幅度提高了工具的壽命。 
    可以說，超細硬質合金的設計原理、制備工藝以及生產設備均已比較成熟。 
               
    日本在金屬陶瓷切削刀具的開發研制方面居世界*地位，其金屬陶瓷刀具占全部刀具生產量的30%。日本三菱公司報道了超細金屬陶瓷的研發進展并推出了商品牌號NX2525和NX1010超細金屬陶瓷。這兩種超細金屬陶瓷的典型特征是硬質相的平均晶粒度小于1微米，綜合性能非常優異。據分析，三菱公司NX2525和NX1010超細金屬陶瓷的制備方法是：優質超細Ti(CN)粉或TiC+TiN粉+Ni、Co、Mo2C、TaC、NbL、WC細粉→濕磨→選粒→壓制→氣氛燒結→熱等靜壓→成品。 
               
    華中理工大學的熊惟皓在文獻中討論了粒度細化對金屬陶瓷性能的影響，認為用較細的原料制作的金屬陶瓷其硬度和強度明顯提高。熊惟皓的文獻提出的超細金屬陶瓷的主要制備方法是：超細TiC、TiN、WC粉＋普通Mo、Ni粉→球磨→壓制→真空燒結→成品。 

    合肥工業大學的許育東*近用納米級的TiN作為添加劑，對金屬陶瓷進行了改性研究，獲得了耐磨性明顯提高的金屬陶瓷材料。其制作方法是：納米TiN＋普通TiC、Mo、Ni、C粉→濕磨→造粒→壓制→真空燒結→成品。 

    從以上報道可以看出，日本三菱公司在超細金屬陶瓷制備工藝中采用了氣氛燒結和熱等靜壓技術，而國內的相關研究中沒有采用。采用氣氛燒結技術可有效地抑制TiCN或TiN的N2分解，顯著降低合金中產生孔隙的可能性；采用熱等靜壓技術可改善合金的燒結性能，消除孔隙，改善各相的結合強度，從而提高合金的性能。

    與普通金屬陶瓷相比，超細金屬陶瓷的主要優點是提高了材料的屈服強度與韌性。 
 

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