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1、钛基硬质合金综述内容摘要:一、钛基便质合金的性能钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占一60%〜80%以上)，Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。钛基硬质合金的英文名为"Cermet"。这类合金过去有人称Z为“金属陶瓷”。但国际标准化组织IS0153-1991将其划归在硬质合金大类内(材料代号HT),而不是陶瓷材料大类内。一、钛基硬质合金的性能钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占60%〜80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。钛基硬质合金的英文名为"Cennet”。它是市陶瓷(ceminics)的词头cer与金属(metal)
2、的词头met结合起来构成的。这类合金过去有人称Z为“金属陶瓷”。但国际标准化组织IS0153-1991将具划归在硬质合金大类内(材料代号IIT),而不是陶瓷材料大类内。为了区别于国内习称的“金属陶瓷”——在A1203-T1C+加入少量粘结金属(Ni和Mo等)的陶瓷，所以木文使川国际标准化纽.织川语“钛基硬质合金”。传统的K(YG)类、P(YT)类、M(YW)类硬质合金，都属于WC基合金。因为在它们当屮,硬质相主要是WC,其含最达65%〜97%。而钛基硬质合金不含或少含WC,与WC基合金相比,它的密度小，硬度较高，对钢的摩擦因数较小，切削时抗粘结、抗扩散磨损的能力较强，具有极好的耐磨性，但抗
3、崩刃性稍羌。近几年来，由于控制了烧结温度与烧结气氛，以及晶粒细化等措施，性能大大提高。多种商业牌号的Cermet材料大量涌现，应用范围不断扩大。它除可制造车、铳刀具外，还可制造钻头、较刀以及齿轮滚刀等复杂刀具，用其制造的齿轮滚刀的切削速度高达560m/min(齿轮模数1.5),T.效比粉末冶金高速钢(PMIISS)高2倍，JIJCermet制造的较刀能进彳亍高速餃孔，切削速度可达150m/mino钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金Z间，其切削速度可填补WC基便质合金和陶瓷材料Z间的一段空白，可用于高速切削备类钢材，尤其适于钢材的精加工和半精加工。据国外切削专家预测，今后在钢的切削方
4、面，TiC基和Ti(C,N)基硬质合金所占比重将达到可转位刀片总需求最50%,并将成为铳削钢材的最佳刀具材料。二、钛基硬质合金的类熨及应川钛基硬质合金按其组成和性能不同，常用的行以下三种类型：1)TiC基合金；2)添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金；3)Ti(C,N)基合金。1.TiC基硬质合金TiC基硬质合金是以TiC为主要成份的TiC-Ni-Mo合金。Ni作为粘结金属，增加其含量，可提高合金的强度，但却会使合金的硬度降低。向Ni中添加Mo(或Mo2C),可改善液态金属对TiC的湿润性，使TiC晶粒变细。当Ni含量一定时(如含10%Ni),增加Mo的含量
5、，可提高合金的强度和硬度。Ni和Mo的含量通常为20%~30%。由于TiC的熔点(达3250°C)高于WC(2630°C),密度只有WC的1/3,抗氧化性能远优于WC,故TiC基硬质合金除具有硬度高(-“般可达91HRA〜93.5HRA,高的可达94HRA~95HRA)、耐磨性好、抗月牙洼磨损能力强等特点外，还具有较高的抗氧化、抗粘结和耐高温等性能,在iio(ri：3o(rc的高温下仍能进行高速切削，切削钢料时有较低的磨损率，可用来替代目前广泛使用的WC-Co基硬质合金而大大降低成木(W、C。价贵，为国际上紧缺资源)，因而近年来发展很快。国外一些性能优异的硬质合金制品，如奥地利Metall
6、werkPlansee公司生产的WZ系列、英国HardMetalTools公司生产的HR系列、日本Tungaloy公司生产的NTK系列、美国Kennametal公司生产的K系列和美国FirthSterling公司生产的FS系列与我国湖南株洲硬质合金厂生产的YN系列都是TiC基硬质合金产品。国内目前通常使用的TiC基硬质合金牌号是YN05,用其切削正火和调质状态下的钢材，其切削性能优于WC基合金P01(YT30)o由于TiC的屈服强度低，其值为4GPa,仅为WC屈服强度的2/3,故其韧性稍差。而TiC的弹性模量(321GPa)也不到WC弹性模量(710GPa)的一半，加以TiC是血心立方晶格
7、，滑移系多，抗幫性变形能力低。此外，TiC的导热性也远较WC为小，切削刃处的局部温度很高，容易产生報性变形，故TiC基合金主要适用于钢材的精加工和半精加工。2.强韧TiC基硬质合金在TiC-Ni-Mo合金中以WC、TaC等韧性较好的碳化物取代部分TiC(以弥补TiC性能的先天不足)，是提高硬质合金质量，扩大其使用范围的一种有效方法。加入WC及ToC可以提高硬质合金的韧性和抗断裂性能，提高弹性模量，抗数性变形能力，高温抗软
