金属陶瓷材料及其在切削刀具上的应用

文章论述了TiC基、Ti(C，N)基金属陶瓷的性能及其特点；作为刀具材料，金属陶瓷比硬质合金具有更多的优异性能，说明金属陶瓷作为刀具材料应用的范围。     

用金刚石砂轮磨削金属陶瓷

金属陶瓷是一种重要的刀具材料,它包括非金属耐火复合材料(陶瓷)和较低熔点金属粘接剂。它们用金刚石砂轮就可经济地磨削,所以应用范围不断扩展。在欧洲和美国,所有含碳氮化物的材料通常被认为是金属陶瓷。在日本,金属陶瓷仅指那些含有碳化钛的材料。     

套磨铣工具强化材料的组织与耐磨性能

采用WC -TiC -TaC -Co金属陶瓷与CuZnNi合金 ,研制出一种具有高耐磨性和良好抗冲击性能的复合耐磨堆焊材料。运用SEM、TEM、摩擦磨损试验及实际工程应用对堆焊材料的组织性能进行了分析。研究结果表明 ,堆焊层基体由α和 β相组成 ,金属陶瓷在基体中均匀分布。金属陶瓷与Cu基合金通过扩散机制形成界面 ,界面上存在高密度位错与层错。堆焊层耐磨性随着金属陶瓷含量的增加而增加 ,当金属陶瓷含量为6 0 %～ 6 5 %时 ,堆焊层具有最佳的耐磨性。基体的磨损表现为显微切削与犁沟 ,金属陶瓷的磨损主要是界面处碳化物的脆断与脱落。实际工程应用证明研究的耐磨堆焊材料能显著提高套磨铣工具使用寿命 ,具有显著的经济效益和社会效益。     

热压烧结温度对两种金属陶瓷组织性能的影响

金属陶瓷材料具有高硬度、高热稳定性和高耐磨性,提高金属陶瓷材料断裂强度和断裂韧性具有重要应用意义。本文采用粉末冶金热压烧结方法制备了Al2O3+Ti(C,N)和Al2O3+WC两种金属陶瓷材料。通过单边切口梁(SENB)法和三点弯曲等力学性能测试方法探讨了热压温度对两种金属陶瓷材料的力学性能的影响,利用X射线衍射、扫描电镜(SEM)分析了物相组成和断口显微结构。实验结果表明:Al2O3+Ti(C,N)金属陶瓷随着烧结温度的升高,力学性能升高。而Al2O3+WC金属陶瓷随着烧结温度的升高,力学性能下降,在1400℃、10MPa烧结保温15min下力学性能较好。Al2O3+WC金属陶瓷900℃热压缩断裂强度比1000℃热压缩断裂强度高。     

金属陶瓷复合材料的应用及市场分析

金属陶瓷材料是基于TiC或Ti（C,N）,以Ni-Mo为金属相的复合材料,具有高硬度、高耐磨性、红硬性以及化学稳定性,因而被广泛用作刀具材料、模具材料以及耐热、耐磨部件。文章分析了在切削刀具领域Ti（C,N）金属陶瓷刀具、硬质合金（WC-Co）刀具等所占市场份额,并分析了Ti（C,N）金属陶瓷刀具应用受限的主要原因。文章还分析了Ti（C,N）金属陶瓷复合材料在热挤压模具方面应用的可行性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料显微结构与性能研究进展

对国内外近年来有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微结构与性能的研究成果进行了总结。首先,介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的发展史;Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构、力学性能,以及显微结构与其性能的关系等。其次,列举并比较了不同的烧结方法所制备的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的力学性能;结果表明:微波烧结和放电等离子烧结技术在较低的温度就可以成功烧结高硬度、高抗弯强度与断裂韧性高的产品,但实际生产中,这类技术还没有广泛被应用,应用最广的是真空烧结方法。最后介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的今后的研究趋势。     

硬质材料中调幅分解的研究展望

阐述了调幅分解的特点及在硬质材料中的应用,概述了金属陶瓷的发展过程和研究现状,对调幅分解在金属陶瓷中的作用进行了初步探讨。     

Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展

Ti(C,N)基金属陶瓷凭借着其低成本高性能的优势,被视为硬质合金的理想升级替代品,拥有广阔的应用前景。然而,与硬质合金相比,由于金属陶瓷的强韧性,尤其是断裂韧性相对较低,其应用范围受到限制。因此,如何进一步提高金属陶瓷材料的强韧性对扩大其应用领域和应用规模具有十分重要的意义。本文总结了近年来提高Ti(C,N)基金属陶瓷强韧性的主要技术,综述了相关的研究进展及提高金属陶瓷强韧性的相关机理,简述了目前金属陶瓷强韧化技术存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望。     

MM—聚合金属陶瓷的研究与实验

试验研究了一种新的粘接粘涂材料－－聚合金属陶瓷，介绍了这种材料的技术性能、主要特点和应用情况。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷研究进展

分析了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展、组织结构、性能特点及应用;特别阐述了近年来纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的研究动态和进展,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷未来发展趋势是向超细晶粒(纳米结构化)方向和提高材料的强韧性、可靠性方向发展。     

采用微脉宽高低压组合波形控制金属陶瓷电火花加工缺陷的方法

介绍了金属陶瓷材料的特性及其在航空航天发动机中的应用,分析了电火花加工金属陶瓷的优势及存在的缺陷,提出了采用微脉宽高低压组合波形控制缺陷的方法。通过加工实验验证了采用微脉宽高低压组合波形控制金属陶瓷电火花加工缺陷的可行性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料的强韧化研究进展

概述了国内外Ti(C,N)基金属陶瓷材料强韧化的研究进展及应用现状,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷研究亟待解决的相关问题及发展趋势。     

氮化处理对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响

介绍了Ti（C,N）基金属陶瓷材料高温高压氮化处理制备硬质梯度薄膜技术.采用金相显微分析、X衍射分析及电子探针线扫描等方法对真空烧结体及高温高压氮化处理的金属陶瓷材料做了分析和比较.结果发现：经过高温高压氮化处理后的金属陶瓷在表面形成了一层金黄色的TiN薄膜;孔隙度和密度的测试结果显示金属陶瓷材料变得更加致密,材料的致密以及缺陷的减少使得金属陶瓷的显微硬度大大提高;电子探针线分析的结果表明金属陶瓷中主要合金元素发生了重新分布,而且从表面到心部形成了浓度梯度.并从热力学角度对其形成机理做了解释.     

铸造法制备金属陶瓷/钢基覆层材料的组织及性能

以FeB、Mo等粉末为主要原材料,采用先烧结陶瓷后铸造复合的方式制备金属陶瓷/钢基覆层材料,并对覆层材料的界面组织、覆层硬度、覆层耐磨性进行了研究。结果表明,金属陶瓷/钢基覆层材料由表及里分别为金属陶瓷表层、过渡区及钢基体,过渡区由3层过渡层构成梯度组织结构。金属陶瓷与钢基体形成冶金结合,界面组织致密无缺陷。金属陶瓷覆层的硬度(HV)为1 098,远高于45钢,其耐磨性与硬质合金YG8相当。     

第2部分:粘结相中固溶元素的定量测定

1前言Ti（C，N）基金属陶瓷是由粘结相粉末（主要成分是Ni）、硬质相粉末（TiC，TiN）和添加剂（Mo，C，WC）通过粉末冶金的方法制成的。此种材料具有较高的硬度、耐磨性及红硬性等优点。在实际生产中作为切削加工工具材料已经得到广泛的应用[1，2]，此外含氮金属陶瓷作为高耐磨材料在模具，量具等领域也有广泛应用前景。有关粘结相中固溶元素的定量测定对研究金属陶瓷烧结过程的变化及对其特性的影响有一定的作用，然而这方面的试验研究工作报道甚少。根据文献[4]报道，采用浓盐酸加热溶解，使金属陶瓷粘结相中的固溶元素溶解，然后进…     

超音速火焰喷涂WC金属陶瓷涂层性能研究进展

WC金属陶瓷涂层因具有优良的耐磨损和耐腐蚀性等性能而在煤化工、石油化工、航空航天等领域得到了应用。针对超音速火焰喷涂技术在常用钢铁材料基体上制备的WC金属陶瓷涂层,介绍了WC金属陶瓷涂层中粉末粒径、元素含量、涂层的厚度与喷涂角度对涂层组织和性能的影响。从涂层耐腐蚀性、耐磨损性、显微硬度、结合强度以及孔隙率等方面,对涂层性能的相关研究进展进行了总结和分析。最后,提出了WC金属陶瓷相关研究中存在的问题及未来提升WC金属陶瓷性能的研究方向。     

金属陶瓷粘结剂的研究进展

介绍了金属陶瓷的发展历史,概述了金属陶瓷粘结剂的种类与性能,讨论了以Ni、Co、Cr、Fe、金属间化合物、高熵合金为粘结剂制备的金属陶瓷材料的组织与性能,总结了金属陶瓷粘结剂的研究现状。研究表明:开发新型的低成本粘结剂、维持其优异性能将是金属陶瓷未来发展的趋势。     

Ti(C,N)基金属陶瓷高温氧化行为的研究进展

Ti(C,N)基金属陶瓷因具有优异的高温硬度和耐磨性、低摩擦系数、良好的热稳定性和化学稳定性,广泛应用在高温耐磨部件、高温涂层、高速切削刀具等领域,这些恶劣的工况环境下材料易发生高温氧化,造成零件的失效。本文综述了国内外关于成分的调控及优化对金属陶瓷抗高温氧化的影响,总结了金属陶瓷的高温氧化机理,进一步对金属陶瓷材料的高温氧化膜的形成过程和氧化膜抑制持续氧化的作用进行分析,并展望了金属陶瓷高温氧化的研究发展方向:一是利用分子动力学或向量场理论对氧化过程进行分析;二是Ti(C,N)基金属陶瓷在高温磨损环境中的氧化与磨损协同作用。     

Al2O3-TiC-Co金属陶瓷材料干滑动磨损研究

本文研究了采用低温化学镀制备的新型超细Al2O3-TiC-8％Co(ATC)金属陶瓷的干滑动磨损性能。在销盘式磨损机上考察了新型金属陶瓷材料分别与45#淬火钢和SiC配副磨损实验中的磨损失重。采用SEM对新型金属陶瓷材料进行元素分布分析、断口形貌分析和磨损面形貌分析。发现干滑动摩擦条件下，新型金属陶瓷材料因其较高的断裂韧性和硬度而具有优良的耐磨性能。在磨损过程中以磨粒磨损为主，随摩擦时问延长表面微细突起脱落，磨损面趋于平滑，磨损量减少。金属钴均匀分散在整个陶瓷基体中，形成三维网状结构，在负载条件下可产生一定程度的塑性变形，吸收部分能量。因此，独特的金属钴的复合方式不仅抑制烧结过程中晶粒长大、增大新型金属陶瓷材料的断裂韧性，还提高其耐磨性能。     

硅溶胶在透气性金属陶瓷中的应用

对硅溶胶在加热过程中的变化及其在透气性金属陶瓷材料中的作用进行了一些试验分析。通过与硅酸乙酯水解液粘结剂的比较表明,以硅溶胶作为透气性金属陶瓷材料的粘结剂,其材料的制造工艺简单、强度较高、透气性较好。