有关金属陶瓷的浅略介绍[以Ti（C,N）基金属陶瓷为主]

金属陶瓷是由陶瓷硬质相和金属/合金粘结相组成的复合结构材料。其英文单词为cermets，由ceramic（陶瓷）中的cer与metal（金属）中的met组合而成。主要分为TiC基和Ti（C,N）基合金两种金属陶瓷。Ti（C,N）基金属陶瓷有时也被称作硬质合金或烧结碳化物，其硬度与耐热性接近陶瓷而抗弯强度和断裂韧性比陶瓷高。

图1.金属陶瓷部件via网络

对于金属陶瓷材料的研究最初起源于1929年，以研究TiC基为主，相关文献报道都以粘结相研究为主。传统所说的WC-Co硬质合金是由陶瓷硬质相WC和金属Co相结合制得，也可被称为一种金属陶瓷，研究新型的金属陶瓷有很大一部分目的在于取代WC-Co硬质合金，这样可以节约具有战略意义的W和Co，这对于资源匮乏的国家具有很重要的现实意义。上世纪七十年代末Ti（C,N）基金属陶瓷在欧洲金属加工业中出现；八十年代初出现于日本；我国在“八五”期间时研制了多种Ti（C,N）基金属陶瓷刀具。【1】

Ti（C,N）基金属陶瓷材料具有密度低、温室硬度和高温硬度优于WC基硬质合金、化学稳定性和抗氧化抗腐蚀性好、耐磨性导热性良好等优点，可以代替WC基硬质合金和TiC基金属陶瓷广泛应用于普通碳钢、合金钢和铸铁的加工、钢件的精铣。其应用范围填补了WC基硬质合金和陶瓷刀具之间高速精加工和半精加工领域的空白，不仅适用高速精加工，还适用于钢材等的半精加工和间断切削加工，并且切削速度高、表面质量好、刀具的寿命也长。Ti（C,N）基金属陶瓷还可以用于制成微型可转位刀片，用于精镗孔、精孔加工和以车代磨等精加工领域。Ti（C,N）基金属陶瓷所具有的低密度、良好的摩擦性能、稳定的高温强度和优异的耐酸碱腐蚀性能，使其可用于发动机的高温部件、石油和化纤工业中的密封环和阀门以及各种量具。【2】

当前限制Ti（C,N）基金属陶瓷复合材料在高端切削刀具以及热挤压模具方面的大规模应用的原因主要在于材料的强韧性不足。加大开发结构均匀的超细晶粒结构金属陶瓷复合材料，对发展我国的超细晶粒的硬质刀具材料与热挤压模具材料、促进我国高端硬质刀具以及热挤压模具材料的更新换代及技术进步都有着重要的意义。【3】