金屬陶瓷刀具在硬質(zhì)合金行業(yè)中一般是指TiCN/TiC/TiN為硬質(zhì)相,添加Co或Ni作為粘接相,在很多場(chǎng)合中,添加元素周期表地IVB、VB及VIB族金屬中的一種以上的氮化物、碳化物及碳氮化物作為添加劑以增強(qiáng)金屬陶瓷的力學(xué)、高溫性能的一種刀具。
金屬陶瓷具有硬度高、抗磨性強(qiáng)、摩擦系數(shù)和切削力小等優(yōu)點(diǎn),金屬陶瓷刀具已經(jīng)成為了刀具行業(yè)中的新生力量。
《中國金屬陶瓷刀具市場(chǎng)深度分析與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》顯示:金屬陶瓷刀具不僅能對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工,也可進(jìn)行銑削、斷續(xù)切削的粗車加工;金屬陶瓷刀片可加工傳統(tǒng)刀具難以加工的高硬度材料;金屬陶瓷刀具耐磨性較普通刀具耐磨性更好,減少加工換刀次數(shù),可用于高速斷續(xù)切削加工。金屬陶瓷刀具強(qiáng)化粘結(jié),提高金屬陶瓷刀具的高溫性能、熱導(dǎo)性和熱震性能。
金屬陶瓷刀具是一種先進(jìn)的切削刀具,由于它具有優(yōu)良的切削性能和高的性價(jià)比而受到了人們的青睞。金屬陶瓷的硬度高,耐磨性為普通硬質(zhì)合金的5倍,因此刀具壽命可比硬質(zhì)合金高幾倍以至幾十倍,高溫性能穩(wěn)定,所以在高溫下仍能進(jìn)行切削。它與金屬的親和性小,摩擦系數(shù)低,抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng),切削時(shí)不易產(chǎn)生積屑瘤;加工表面質(zhì)量好,而價(jià)格則又遠(yuǎn)低于切削性能與之相近的金剛石和立方氮化硼刀具。除適于加工普通鑄件與鋼材外,也可加工淬硬鋼、高強(qiáng)度鋼、冷硬鑄鐵和鎳基高溫合金等難加工材料,并能以車、銑代磨,提高生產(chǎn)效率。金屬陶瓷刀具的主要缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低、脆性大,長(zhǎng)期以來主要作為精加工刀具,占各類刀具材料中的比重很小。但近幾年來,由于控制了原料純度和晶粒尺寸,添加碳化物或金屬,采用熱壓(HP)和熱等靜壓(HIP)燒結(jié)工藝等方法,不僅使抗彎強(qiáng)度提高,而且斷裂韌性和抗沖擊性能都有很大提高,應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,除可用于一般精加工與半精加工外,也可用于沖擊負(fù)荷下的粗加工,既能用于車削,也能用于刨削和銑削,被國際上公認(rèn)為是當(dāng)代提高生產(chǎn)效率Z有希望的一種刀具。但金屬陶瓷畢竟是脆性材料,所以必須掌握它的性能并正確加以使用。才能達(dá)到預(yù)期效果。
雖然金屬陶瓷材料制作的刀具硬度高、耐磨損且具有高的高溫抗軟化能力和抗氧化能力,但也存在抗破損性能差及韌性低等問題,因此,長(zhǎng)期以來對(duì)金屬陶瓷刀具進(jìn)行增韌一直是材料科學(xué)工作者努力的方向,近年來出現(xiàn)的“納米技術(shù)”,特別是通過納米添加對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行改性,為金屬陶瓷刀具的增韌提供了新的途徑。納米材料被人們譽(yù)為“21世紀(jì)Z有前途的材料”,而其中通過納米粉體對(duì)現(xiàn)有的金屬陶瓷刀具材料進(jìn)行改性是當(dāng)前周內(nèi)外材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。經(jīng)納米材料改性的金屬陶瓷材料具有硬度和強(qiáng)度提高、導(dǎo)熱性能改善、燒結(jié)溫度降低等特點(diǎn)。
金屬陶瓷材料是一種有金屬或者合金與同一種或幾種陶瓷所組成的非均質(zhì)復(fù)合材料。它具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,具有陶瓷的高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損,耐高溫,又保持了金屬材質(zhì)的塑性與韌性,有著十分廣泛的應(yīng)用前景。在20世紀(jì)30年代人們就把金屬陶瓷材料應(yīng)用于刀具中,但是做成的刀片還比較脆,主要用于精加工中。從上世紀(jì)70年代以來,TiN對(duì)TiC-Ni系有顯著作用被奧地利維也納大學(xué)kieffer等發(fā)現(xiàn),Ti(C,N)基金屬陶瓷引起了人們的注意,TiC合金中開始引入硬質(zhì)相氮化物,進(jìn)一步在更大范圍內(nèi)擴(kuò)大了金屬陶瓷的應(yīng)用。
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