卢赛君，康希越，张鹛媚，贺跃辉

放电等离子烧结无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

卢赛君，康希越，张鹛媚，贺跃辉

(中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083)

以Ti(C,N)粉末为原料，采用放电等离子烧结法制备无黏结相Ti(C,N)金属陶瓷，对材料的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能进行分析和测试。研究烧结温度、碳黑添加量(碳黑)和WC、Mo2C与TaC等碳化物的添加对无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷致密度和力学性能的影响；另外还将合金元素预固溶于Ti(C,N)粉末中合成(Ti,W, Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末，以此为原料制备无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷。结果表明，随烧结温度升高，Ti(C,N)基金属陶瓷的致密度与力学性能提高；随炭黑添加量(C)增加，金属陶瓷的密度与性能先升高后降低。在Ti(C,N)粉末中加入WC、Mo2C和TaC等碳化物，或用(Ti,W,Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末为原料制备无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷后，材料的氧含量均明显降低，致密度和力学性能大幅提升，并具有较低的摩擦因数和良好的耐磨性能。其中，以(Ti,W,Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末为原料制备的无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷，硬度(HV30)为19.9 GPa，横向断裂强度和断裂韧性分别为1 280 MPa和7.8 MPa·m1/2。

无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷；烧结温度；碳含量；力学性能；摩擦磨损

相较于广泛应用的硬质合金，Ti(C,N)基金属陶瓷具有更高的硬度和锋利度、更出色的耐磨性能、更低的摩擦因数和更稳定的化学性能[1]，在高速及高精度加工领域和高温及腐蚀环境下有着更出色的发挥，是一种极有潜力的材料[2−5]。Ti(C,N)基金属陶瓷与硬质合金类似，由陶瓷相和金属相组成，具体包括Ti(C,N)硬质相、钴镍黏结相及其它碳化物添加剂。……