[发明专利]一种TiCN基微粒金属陶瓷刀具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种TiCN基微粒金属陶瓷刀具及其制备方法，该金属陶瓷刀具由TiCN基微粒金属陶瓷烧结体经机械加工后制备而得，所述TiCN基微粒金属陶瓷烧结体的组分组成按质量百分比计包括：TiCN40～60％、ZrC0.1～2.0％、WC15～25％、TaC和/或NbC5～15％、Co和/或Ni10～25％。该制备方法以TiO₂为原料制备TiMCN粉末，再以TiMCN粉末、ZrC粉末、WC粉末、Ta粉末、Nb粉末、Co粉末、Ni粉末为原料，经球磨混合、压制成型/烧结处理、机械加工制备获得TiCN基微粒金属陶瓷刀具。本发明制备的刀具具有优异的耐热裂纹性，可抑制碎裂、缺损等异常损伤的发生，并在长期使用中具有耐热变形性，在碳钢、合金钢等切削和切断加工中，具有出色的切削切断性能。

技术领域

本发明属于硬质合金刀具技术领域，具体涉及一种TiCN基微粒金属陶瓷刀具及其制备方法。

背景技术

刀具的材料主要有高速钢、WC基硬质合金、TiCN基金属陶瓷、cBN等。其中，TiCN基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一种陶瓷刀具材料，与传统的WC-Co硬质合金相比，它具有更高的耐磨性、耐热性、抗月牙洼磨损能力及高温强度，同时，其韧性又比传统的A1₂O₃基陶瓷刀具材料好。金属陶瓷的出现，在克服了硬质合金刀具硬度不足的缺点下，更获得了传统陶瓷刀具难以达到的高韧性，进而填补了两者间的空白。在切削加工方面，TiCN基金属陶瓷与金属间的摩擦系数更低，在高速切削下加工出来的工件表面质量较一般刀具要好，因此更适合用于精镗孔、精孔加工和以车代磨等精加工领域。

近年来，在切削切断加工的技术领域，省力化、节能化、高速化、高效率化、低成本化的要求与日俱增，切削切断装置的高性能化令人惊叹。另一方面，刀具的使用条件越来越苛刻，要求提高TiCN基金属陶瓷本身性能的同时，要延长TiCN基金属陶瓷刀具的使用寿命。

TiCN基金属陶瓷与WC基硬质合金相比，硬度、韧性不足。为了实现TiCN基金属陶瓷刀具的长寿命，需要进一步提高耐碎裂性、耐缺损性和耐磨性。但是，在用TiCN基金属陶瓷制作复杂形状的切削切断工具时，与WC基硬质合金相比，TiCN基金属陶瓷的成形性、烧结性不充分，导致烧结体中复杂形状部分容易产生裂纹；因此制作的TiCN基金属陶瓷刀具的耐碎裂性、耐缺损性不够，存在工具寿命短的问题。

因此，在成形性和烧结性方面出色的同时，进行切削切断加工时，在市场上希望有不发生碎裂、缺损等异常损伤，在长期使用中发挥出色的切削切断性能的TiCN基金属陶瓷刀具。

发明内容

针对现有技术中TiCN基金属陶瓷存在的成形性、烧结性不充分，耐碎裂性、耐缺损性不够，工具寿命短等技术难题，本发明的目的旨在提供一种TiCN基微粒金属陶瓷刀具及其制备方法，所制备的刀具具有优异的耐热裂纹性，抑制了碎裂、缺损等异常损伤的发生，并在长期使用中具有耐热变形性，在碳钢、合金钢等切削和切断加工中，具有出色的切削切断性能。