碳化钽硬度大、熔点高、高温性能好,主要用作硬质合金添加剂。金属陶瓷材料添加碳化钽能细化硬质合金的晶粒,是其热硬度、抗热冲击和抗热氧化等性能得到显著提高。长期依赖多以单一的碳化钽添加到碳化钨(或碳化钨与碳化钛)中,与黏结剂金属钴混合、成型、烧结生产硬质合金。专业金属陶瓷材料价格为了降低硬质合金成本,往往使用钽铌复合碳化物,目前主要使用的钽铌复合物有:TaC:NbC为80:20及60:40两种,碳化铌在复合物中的最高量达到40%(一般认为不超过20%为好)。
金属陶瓷材料三种以上物相调控方法,建立起物相与使用性能的关系,针对各种成分材料形成了Ti(C,N)黑芯相、Ti(W、Mo、Me)C过渡相及Co(Ni)金属粘结相定量技术标准。金属陶瓷材料通过研究稳氮用化合物的添加,及预反应保护层的形成,稳定Ti(N、C)的化学成分,防止脱氮发生;解决了长期困扰金属陶瓷行业的加工制备过程中Ti(C,N)分解而伴随的脱氮现象造成产品质量控制十分困难的技术难题。 专业金属陶瓷材料将最优配比原材料进行粉碎并混合,制得粉末混合物后,作为硬质相原料的粉末颗粒是由Ti(C,N)粒芯及WC、Mo2C包覆层构成的,即由WC、Mo2C包覆Ti(C,N)所形成的颗粒,而现有Ti(C,N)基金属陶瓷的硬质相原料则为Ti(C,N)粉或TiC与TiN的混合粉。
相比于现有单纯采用机械混合的方法添加WC、Mo2C,实验组通过物理包覆的方式实现了在Ti(C,N)颗粒的表面覆盖一层WC、Mo2C,因此,在烧结过程中,Ti(C,N)与WC、Mo2C的界面形成较完整的(Ti,W,Mo)(C,N)环形化合物,(Ti,W,Mo)(C,N)在粘接相金属中溶解占位从而阻碍Ti(C,N)中的Ti、N、C原子的扩散,有效抑制Ti、N、C原子在粘接相中的溶解和析出。专业金属陶瓷材料降低了氮碳化钛在粘接相中的溶解度,减少氮碳化钛在粘接相中溶解析出再长大导致的N分解。金属陶瓷材料增强氮碳化钛的稳定性,使氮碳化钛晶粒细化,提高金属陶瓷的硬度和强韧性。
金属陶瓷刀具材料具有高硬度、高强度、优良的高温和耐磨性能、良好的韧性、密度小、红硬性高、高温抗氧化性好等一系列优点。金属陶瓷材料满足汽车、摩托车制造业、模具加工业、轴承加工业、航空航天业、机床业、工程机械、石墨电极、3C电子行业配套等行业市场的需求,并能打破国外企业的市场垄断地位。专业金属陶瓷材料同时,以Ti(C,N)替代战略稀缺资源钴、钨类材料,也有利于国家的战略安全和资源储备。