WC-Co合金是使用最廣泛的一類高速加工刀具材料，WC基碳化鎢有數(shù)百種，成分各不相同，大部分使用鈷(Co)作為結(jié)合劑，鎳(Ni)和鉻(Cr)也是常用的結(jié)合劑材料。WC-Co合金刀具雖好，但鎢資源在世界多數(shù)國家是比較匱乏的，研發(fā)不含鎢或少含鎢的刀具材料具有世界性的戰(zhàn)略意義。Ti(C,N)基金屬陶瓷誕是在TiC-Ni基金屬陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，TiC-Ni基金屬陶瓷問世于1929年，最初目的是作為WC-Co合金切削刀具的代用材料。

經(jīng)過了多年的發(fā)展Ti(C,N)基金屬陶瓷性能已經(jīng)很好地提升。相比于傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金，TiCN基金屬陶瓷雖然強(qiáng)度、韌性不足，但化學(xué)穩(wěn)定好、與鋼鐵等金屬的親和力小、摩擦系數(shù)小、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)、切削時不易粘刀及產(chǎn)生積肩瘤、加工表面質(zhì)量好；紅硬性高（意味著它們在高溫下保持更高的耐磨性）；抗月牙洼磨損能力強(qiáng)（主要好處之一是能夠?qū)崿F(xiàn)無需拋光或研磨的精加工）、耐腐蝕性高以及接近陶瓷材料的硬度和耐磨性等優(yōu)勢，并且抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性比陶瓷刀具高。

▲無涂層金屬陶瓷刀具（來源：sumitool）

Ti(C,N)基金屬陶瓷目前已經(jīng)形成了諸多不同的體系，國外商品Ti(C,N)基金屬陶瓷絕大多數(shù)都是復(fù)雜成份合金，而尤以同時添加WC、TaC合金的綜合性能較好，國外主要廠家Ti(C,N)基金屬陶瓷的成份多以Ti(C,N) + Mo2C + TaC + WC + Co + Ni為主。

▼部分Ti(C,N)基金屬陶瓷材料體系

Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具作為一種資源經(jīng)濟(jì)型切削工具材料已經(jīng)得到了市場很好的認(rèn)可，并部分取代了WC-Co合金刀具的市場份額，尤其是在一些鎢鈷資源缺乏的國家。歐美、日本、韓國等國的企業(yè)進(jìn)入較早，Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具市場占有率和客戶認(rèn)可度較高，我國碳氮化鈦基金屬陶瓷的研發(fā)起步較晚，產(chǎn)品性能相較國外同類產(chǎn)品也有較大差距。高質(zhì)量粉體原料是獲得高性能產(chǎn)品的先決條件，若要制備出綜合性能優(yōu)良的碳氮化鈦基金屬陶瓷，關(guān)鍵之一就是要合成出高純度、細(xì)粒度、粒度分布窄、性能穩(wěn)定、燒結(jié)性能良好的碳氮化鈦陶瓷粉體。碳氮化鈦陶瓷粉體的制備方法有碳熱還原法、化學(xué)氣相沉積法、自蔓延高溫合成法、機(jī)械合金化、機(jī)械誘發(fā)自蔓延反應(yīng)、化學(xué)合成法等多種，其中碳熱還原法制備的粉體在純度、粒度和形貌、燒結(jié)性能等方面具有較大優(yōu)勢，該方法成本較低，適宜規(guī)模化生產(chǎn)。傳統(tǒng)碳熱還原法制備氮化鈦粉體通常采用將原料平鋪在料舟上的方式通過開式碳管爐高溫區(qū)來實(shí)現(xiàn)連續(xù)碳氮化，生產(chǎn)的粉體容易引入氧雜質(zhì)，難以獲得純度高、粒度均勻的高質(zhì)量超細(xì)Ti(C,N)粉體。

▲1996發(fā)布的一個關(guān)于Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具的帖子：Cermets（金屬陶瓷）的時機(jī)到了

工業(yè)品的品質(zhì)差異及競爭力往往體現(xiàn)在工藝過程控制水平上，吉林長玉特陶公司針對碳熱還原法進(jìn)行了配方設(shè)計和工藝優(yōu)化，通過自主研發(fā)的原材料預(yù)處理激活技術(shù)、真空碳熱還原熱場控制技術(shù)、氣壓控制焙燒技術(shù)、超細(xì)粉體解聚改性技術(shù)等多項專利技術(shù)，規(guī)模化的合成了顆粒細(xì)小，粒徑分布窄，易于分散的碳氮化鈦粉體，嚴(yán)格的過程控制及質(zhì)量監(jiān)控保障了粉體的均勻性及一致性，產(chǎn)品具有穩(wěn)定的相組成、理想的氮碳比例和低氧、低自由碳等優(yōu)異性能。此外，粉體中硫含量極低，可以有效避免生成脆性硫化物導(dǎo)致力學(xué)性能降低。目前，長玉特陶公司常備超細(xì)高純碳氮化鈦陶瓷粉體Ti(C,N)粒度為100-300nm，400-600nm，600-800nm，如需其它粒徑可以按您的需求定制，產(chǎn)品化學(xué)成分及不純物含量如下。

備注：關(guān)于氮碳比對Ti(C,N)基金屬陶瓷性能的影響雖未有綜合性的報道，但從大量文獻(xiàn)分析可知，N/C比影響Ti(C,N)金屬陶瓷中晶粒的大小、材料組織結(jié)構(gòu)的均勻性、粘結(jié)相固溶體合金元素的溶解性、試樣的孔隙率，微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。

采用長玉特陶的高純超細(xì)TiCN為主原料或添加劑，無需特別改動現(xiàn)有工藝路線，即可生產(chǎn)出晶粒細(xì)小、性能優(yōu)異的新一代金屬陶瓷工具。特別是在微鉆、微銑刀等精細(xì)刀具上，更具有明顯的產(chǎn)品性能優(yōu)勢，為您的產(chǎn)品賦予更高的競爭力，脫穎而出。無圖無真相，以下是長玉特陶公司生產(chǎn)的100-300nm、400-600nm產(chǎn)品的掃描電鏡照片以及與同行的產(chǎn)品對比。

100-300nm碳氮化鈦陶瓷粉體掃描電鏡照片

備注：球形粉體為軟團(tuán)聚，易分散

400-600nm碳氮化鈦陶瓷粉體掃描電鏡照片

長玉特陶公司碳氮化鈦陶瓷粉體與國內(nèi)外競品對比

參考資料來源：吉林長玉特陶新材料技術(shù)股份有限公司

編輯整理：粉體圈Alpha