Ti(C,N)基金屬陶瓷是一種陶瓷-金屬復合材料,其硬度與耐熱性接近陶瓷而抗彎強度和斷裂韌性比陶瓷高。Ti(C,N)基金屬陶瓷的導熱性、耐熱性、抗粘結(jié)性和化學穩(wěn)定性比高速鋼好得多,因此在刀具材料中獲得了應用。

　　與TiC基金屬陶瓷相比,Ti(C,N)基金屬陶瓷具有更高的高溫強度與硬度、良好的導熱性和優(yōu)良的耐沖擊性等綜合性能。與傳統(tǒng)的WC-Co硬質(zhì)合金相比,Ti(C,N)基金屬陶瓷由于具有紅硬性高、高溫抗氧化性能好和熱導率高等一系列優(yōu)點,而使它特別適合于進行高速切削和對材料進行精加工和半精加工。

　　Ti(C,N)基金屬陶瓷材料是未來取代WC基硬質(zhì)合金的理想材料,但限制Ti(C,N)基金屬陶瓷材料作為高性能切削刀具應用的主要因素有強韌性、抗熱疲勞性能、可靠性以及高溫穩(wěn)定性等。國內(nèi)外研究人員著眼于提高Ti(C,N)基金屬陶瓷材料的上述性能而采取了如下措施:

　　(1)材料微觀結(jié)構(gòu)超細化,即晶粒超細化,從而提高材料的強韌性;

　　(2)通過成分優(yōu)化,在Ti(C,N)基金屬陶瓷材料中添加TaC、NbC等碳化物,并改善金屬陶瓷兩相界面的穩(wěn)定性,從而提高材料的紅硬性以及熱沖擊性能;

　　(3)對制造的超細晶粒金屬陶瓷刀具進行表面滲硼處理,從而進一步提高刀具的表面耐磨性以及可靠性;

　　(4)開發(fā)涂層金屬陶瓷刀具。

　　到2010年為止,我國的金屬切削刀具市場容量已達330億元,但我國生產(chǎn)的刀具多數(shù)仍屬于低端的高速鋼標準刀具,國產(chǎn)的金屬陶瓷刀具所占市場比例仍然偏低。根據(jù)《工具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的要求,我國國產(chǎn)刀具在高端市場的占有率要從目前的15%左右提高到30%～40%,并再用2～3個五年計劃時間,使國產(chǎn)化率逐步提高到發(fā)達國家的平均水平,即60%～70%。為了完成這個目標,我國高端刀具的年均增長率須達到20%左右。

　　目前,國內(nèi)切削刀具仍是以高速鋼刀具為主,隨著高速切削技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的迅猛發(fā)展,發(fā)展高性能、高壽命的金屬陶瓷刀具勢在必行。可以肯定的是,隨著Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具材料的強韌性的不斷改善,Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具所占硬質(zhì)刀具市場的份額將逐步擴大,并有取代碳化鎢/鈷硬質(zhì)合金切削刀具的趨勢。

　　綜上所述,限制Ti(C,N)基金屬陶瓷復合材料在高端切削刀具方面的大規(guī)模應用的主要問題在于材料強韌性不足。目前國內(nèi)外的科研團體與生產(chǎn)單位都把Ti(C,N)基金屬陶瓷復合材料的強韌化列為最重要的研究課題。研究開發(fā)結(jié)構(gòu)均勻的超細晶粒結(jié)構(gòu)金屬陶瓷復合材料,對促進我國高端硬質(zhì)刀具的更新?lián)Q代及技術(shù)進步,具有重要意義。