Ti(C,N)基金属陶瓷性能特点及应用现状 Ti(C,N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。按其组成和性能不同可分为:①成分为TiC Ni Mo的TiC基合金;②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金;③添加TiN的TiC TiN(或TiCN)基合金;④以TiN为主要成分的TiN基合金。 Ti(C,N)基金属陶瓷的性能特点如下: (1)高硬度,一般可达HRA91~93.5,有些可达HRA94~95,即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。 (2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨损能力,在高速切削钢料时磨损率极低,其耐磨性可比WC基硬质合金高3~4倍。 (3)有较高的抗氧化能力,一般硬质合金月牙洼磨损开始产生温度为850~900℃,而Ti(C,N)基金属陶瓷为1100~1200℃,高出200~300℃。TiC氧化形成的TiO2有润滑作用,所以氧化程度较WC基合金低约10%。 (4)有较高的耐热性,Ti(C,N)基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好,在1100~1300℃高温下尚能进行切削。一般切削速度可比WC基硬质合金高2~3倍,可达200~400m/min。 (5)化学稳定好,Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削时,在刀具与切屑、工件接触面上会形成Mo2O3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜,它们都可以作为干润滑剂来减少摩擦。Ti(C,N)基合金与钢不易产生粘结,在700~900℃时也未发现粘结情况,即不易产生积屑瘤,加工表面粗糙度值较低。 Ti(C,N)基金属陶瓷在具有良好综合性能的同时还可以节约普通硬质合金所必需的Co、Ta、W等贵重稀有金属材料。随着人类节约资源推行“绿色工业”进程的加快,Ti(C,N)基金属陶瓷必会成为一种大有前途的工具材料。目前,Ti(C,N)基金属陶瓷材料得到世界各国尤其是日本的广泛深入研究,一些国家已在积极应用和推广这种刀具材料,世界各主要硬质合金生产厂家都推出了商品牌号的含氮金属陶瓷。如日本三菱综合材料公司开发的NX2525牌号超细微粒金属陶瓷的硬度达到92.2HRA,抗弯强度达2.0GPa,兼具高硬度和高韧性。我国在“八五”期间也成功研制出多种牌号的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具,并批量上市,现已发展成为独立系列的一类刀具材料。
金属陶瓷与金属焊接的技术方法 在工业加工生产中,切削加工刀具的刀片与刀杆的连接方式有两种:焊接式和机夹式。刀具的刀片和刀杆连接的好坏直接影响刀具的使用寿命。宋立秋等通过实验研究表明:选用焊接式连接刀片和刀杆时,刀具耐用度高;选用机夹式时,刀具耐用度低。由于Ti(C,N)基金属陶瓷属于脆性材料,熔点比金属高,其线膨胀系数与金属相差较大,使得Ti(C,N)基金属陶瓷刀片与刀杆焊后接头中的残余应力很高,加之与金属的相容
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