TiCN基梯度功能金属陶瓷的制备及其切削性能

以TiCN-WC-Mo2C-TaC-Co-Ni为原料,通过成分和气氛控制,获得了功能梯度TiCN基金属陶瓷材料。采用带有能谱分析仪的扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察和分析了材料的微观组织和物相组成,通过车削实验考察了所制备的刀具的切削性能。结果表明,WC含量较低时,通过气氛控制可以获得表面富Ti层、中间富W层和基体的3层TiCN基金属陶瓷梯度层,烧结温度的提高有利于梯度层的厚度的增加;WC含量较高时,烧结后WC在表面富集。15%WC含量的TiCN基金属陶瓷在1 460℃氮气气氛中烧结1 h时,富Ti层的厚度约为15~20μm,富W层厚度约为15~20μm。经氮化烧结后材料表面的(Ti,W,Mo)(C,N)衍射峰相对材料内部向右偏移。真空烧结时,当WC含量较低时,Ti和W元素分布比较均匀;随着WC含量的升高,表面出现了贫Ti富W层,且随着WC含量增加,表面富W层增厚,WC含量为24%时,富W层厚度25μm。切削实验表明表面富Ti的金属陶瓷的切削性能优于表面富W的金属陶瓷材料。