Ti(C%2cN)基金属陶瓷地研究进展.pdfVIP

钛锆铪分会2009年年会论文集 Ti(C，N)基金属陶瓷的研究进展 同艳维1’2 方民宪2 61 (1．西华大学材料科学与工程学院成都 0039) (2．攀枝花学院材料工程学院攀枝花617000) 摘要：鉴于ti(C，N)基金属陶瓷的特殊的结构，优异的抗氧化、耐腐蚀、耐磨等性能，及其在切 削刀具、表面涂层、航空航天等方面潜在的应用价值，Ti(C，N)基金属陶瓷的研究发展迅速。本文主 要对Ti(C，N)基金属陶瓷的制备研究及应用研究的现状进行了综述。 关键词：Ti(C，N)基金属陶瓷；制备；形成机理，应用 1．引言 金属陶瓷是指用粉末冶金方法制备的金属与陶瓷的复合材料[1】，近年来，已经投入工业应用的 属陶瓷是继TiC基金属陶瓷之后发展起来的一种新型切削工具材料，除了具有高强度和耐磨耐腐蚀性 好外，还有较好的金属韧性，与TiC基金属陶瓷相比具有更高的硬度、更大的横向断裂强度、更好的 抗氧化能力、更高的热导率、更好的抗热震性能和更强的高温抗蠕变能力。目前，Ti(C，N)基金属陶 瓷在某些领域的应用已逐渐替代了TiC基金属陶瓷，其发展历史如表1所示Ⅲ‘5羽。 表1．11(C。N)基金属陶瓷的发展历史 Tab．1The of Ti(C，N)cermets phylogeny 自20世纪80年代以来，Ti(C，N)基金属陶瓷获得了迅速的发展，世界各国硬质合金厂先后推出了 系列的ti(C，N)基金属陶瓷刀具p】。在这30多年期间，随着粉末冶金技术的发展，成分的演化趋于稳 定，再加之烧结工艺的不断更新，Ti(C，N)基金属陶瓷的机械性能不断提高。据日本超硬工具协会统 界上其它发达国家也给予了足够的重视，我国从90年代初开始了系统的研究，在“八五”期间也研 制成功了多种牌号的ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，但性能不稳定¨¨11。 239 钛锆铪分会2009年年会论文集 2．Ti(C，N)基金属陶瓷的制备研究 熔覆法等¨}14J。粉末冶金法主要用于块体和结构体材料，如刀具和模具等，后边的几种方法主要用于 表面工程，对工件表面进行改性，即刀具或模具表面生长或涂覆一层或多层金属陶瓷，从而提高刀 具或模具的切削性能和韧性。 的性能与Co、Ti(C，N)相和陶瓷相的界面有关。Limin NbC—Co／Ni金属陶瓷。对于粉末冶金法，烧结气氛是影响样品性能的关键因素。研究表日月【1”，在 金属陶瓷的主要优点是工艺简单，是目前应用最广泛的一种方法。 混粉球磨(干 成型(横压法、 混和湿混) 注射成型法) 图1．粉末冶金法制备-n(c，N)基金属陶瓷的工艺流程图 1．Flowchartof cermet by Fig Ti(C，N)basedpreparedpowdermetallurgyprocessing 涂层法是利用Ti(C，N)的高硬度和高强度，将其复合在金属基体表面可制取出外硬内韧的金属陶瓷 复合材料。该法可提高零件的使用寿命和可靠性，同时还可提高材料的耐磨性耐蚀性和装饰性，是 当今金属复合材料发展的一个重要方向。主要有气相沉积法、激光表面熔覆法。气相沉积法制备金 属陶瓷涂层的基本原理是：加热合金基体，然后送入化合物蒸汽和反应气体，与基体表面反应形成 利用金属元素和碳元素在涂层和基体表面的扩散系数差别形成由外向内梯度层。最外层碳化合物 (硬质相)具有很好的耐磨性、抗氧化性、韧性和硬度，中间层增强了涂层和基体的结合能力，从 而进一步提高了整个涂层的韧性。最近L 的复合涂层，此方法制备的金属陶瓷复合材料，不但提高了涂层的韧性，更重要的是克服了涂层 与基体易脱落和涂