金屬陶瓷刀具材料的分類及特點

        金屬陶瓷是一種由金屬或合金與一種或幾種陶瓷相所組成的非均質復合材料，其中后者約占15%~85%(體積)，同時在制備溫度下，金屬和陶瓷相之間的溶解度相當小。用于制造刀具的金屬陶瓷(TiC(TIN)-WC+Ni(Mo)+Mo2C)的 TiC(N)基硬質合金是以TiC(陶瓷)為基體(有時加入了其他碳化物和氮化物)，Ni、Mo或Co(金屬)為結合劑的硬質合金材料(通常含10%~20%的結合劑)。

        TiC(N)基硬質合金合金的硬度很高(90~94HRA)，幾乎達到了陶瓷的水平，所以也稅為“金屬陶瓷”(見圖2-17)。特別是TiC(N)與鋼的粘接溫度高，故抗月牙洼磨損性非常好。其最大的優點在于其材質與被加工材料的親和性極低，故不易產生粘刀和積屑瘤現象，使加工表面非常光潔平整。其刀具壽命比WC基硬質合金提高幾倍。但抗彎強度和韌性比WC基硬質合金差，抗塑性變形能力和抗崩刃性能差，因此主要用于高速精加工或半精加工碳鋼、不銹鋼、球墨鑄鐵等，不適宜于重切削及斷續切削。通過添加WC、TaC、TiN、TaN等碳化物，使其抗彎強度和韌性達到WC基硬質合金的水平。金屬陶瓷的特點歸納為:

        (1)密度低、硬度和熱硬性高于WC基硬質合金。

        (2)耐磨性和抗月牙洼磨損能力強。

        (3)化學穩定性和抗氧化性能好。

        (4)與工件材料的親合力小，對鋼的摩擦系數小，不易產生粘刀和積屑瘤現象(5)熱膨脹系數高于WC基硬質合金。

        金屬陶瓷是一種適用于精加工的刀具材料，可保證較好的尺寸精度與表面粗糙度。金屬陶瓷主要應用于鋼材料等長切屑材料的加工，目前已用來加工鑄鐵與不銹鋼等材料。使用金屬陶瓷刀具的要點是選擇適當刀片形狀、刀尖半徑與槽形(材質與幾何形狀的優化組合)。為獲得最佳的生產率與安全性，進給量應盡可能加大，背吃刀量應盡可能最小。