Ti-C-N基金属陶瓷.ppt

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1、Ti-C-N基金属陶瓷Ti-C-N基金属陶瓷的特点硬度很高一般可达HRA91～93.5，有些可达HRA94～95，即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。有很高的耐磨性和理想的抗磨损能力，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。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%。有较高的耐热性Ti(C，N)基金属陶瓷的高温硬度、高温强

2、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300～400m/min，即使加工某些高硬度材料和难加工材料，切削速度也可达200m/min。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以减少摩擦。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的综合性能的

3、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。实际上，一些国家已在积极应用和推广这种刀具材料，如日本在1988年Ti(C，N)基金属陶瓷刀具已占年度硬质材料工具总量的27.3%，而且其使用量还在逐年提高。Ti-C-N基金属陶瓷的磨损曲线磨损量-时间Ti-C-N基金属陶瓷的磨损形貌图为新型金属陶瓷刀具在切削用量为Vc=200m/min，ap=0.5mm，f=0.1mm/r条件下的磨损形貌。

4、由图可见，磨损表面除了明显的磨痕及剥落坑外，还有明显的裂纹扩展的痕迹。Ti-C-N基金属陶瓷作为刀具时磨损的主要机理是磨粒磨损、高温的粘结磨损及扩散磨损。Ti-C-N基金属陶瓷的磨损机理化学磨损Ti-C-N金属陶瓷在氧化环境中可以生成氧化膜，在潮湿环境中还会生成氢氧化物表层。Ti3N4+3O2→3TiO2+2N2或Ti3N4+6H2O→3TiO2+2NH3TiC也会发生上述反应，氧化层或氢氧化层与基体的结合力较低，在摩擦的过程中易脱落，形成磨粒造成磨损。疲劳磨损Ti-C-N金属陶瓷在交变载荷的作用下，其表面的

5、耐磨性会降低而发生磨损，其磨损速度会受到环境的影响，潮湿或在200℃-800℃时其摩擦系数较高，容易发生磨损磨粒磨损由于自由磨粒或表面微凸体的相互运动而造成的磨损高温粘着磨损金属陶瓷化学稳定性较好，与钢化学亲合力小，与工件的摩擦系数也小，因此用金属陶瓷刀具切削时，可阻止刀具与钢的粘结，不易产生积屑瘤，工件的加工精度可明显提高。TiC与工件材料45号钢的粘结温度(1120℃)高于WC(1000℃)，因此，与硬质合金相比，金属陶瓷刀具具有较高的抗粘结磨损的能力。不同材质刀具的磨损性能1.YT15刀具2.Al2O3

6、刀具3.传统金属陶瓷刀具4.Ti-C-N基金属陶瓷刀具Ti-C-N基金属陶瓷的应用由于金属陶瓷的高耐磨、耐高温的性能一般用于机械加工的刀具