Ti(C,N)基金属陶瓷具有较高的室温硬度和高温强度，良好的红硬性和物理、化学稳定性，优异的耐磨性和抗高温氧化性能，与被加工材料之间的摩擦系数较小，切削时抗黏结磨损和抗扩散磨损能力强等特点，作为高速干铣削刀具材料具有明显的优势，适用于钢材高速精加工和半精加工领域，属于一种新型的硬质工具材料。此外，Ti(C,N)基金属陶瓷理论密度仅为传统WC–Co硬质合金理论密度的53~44%，具有密度小、单件成本低的优势。随战略钨资源的逐渐消耗与Ti(C,N)基金属陶瓷材质性能的进一步改善，在切削刀具与耐磨零件领域，Ti(C,N)基金属陶瓷正逐步替代传统的WC–Co硬质合金[1–3]。
制备Ti(C,N)基金属陶瓷，可以采用单质TiC粉和TiN粉为原料，也可以采用Ti(C,N)粉为原料[4–7]。作为Ti(C,N)基金属陶瓷和功能梯度WC–(Ti,Ta,Nb)C–Co–Ti(C,N)硬质合金原料，在满足氧含量和游离碳(Cf)控制标准的条件下，通常希望Ti(C,N)粉末的粒度尽可能细小。由于C/N比过低，会导致合金烧结过程中含Ti物相稳定性降低，而且容易导致合金中孔隙度超标，因此Ti(C,N)粉末中C/N比通常要求>3:7。Ti(C,N)粉末制备方法很多，主要有碳热还原—化合反应[8, 9]、机械合金化[10]、高温自蔓延法[11]、高温合成法[12]、低温化学合成法[13]等。其中，用TiO2作原料，在N2气氛中，通过碳热还原—化合反应制备Ti(C,N)粉末，是工业生产Ti(C,N)粉末的主要方法。该方法具有原料来源广、生产成本较低、设备简单、工艺流程较短等优点。
碳热还原—化合反应制备Ti(C,N)粉末的反应过程比较复杂，反应机理也一直存在着争议，但整体来说可分为TiO 2/C固—固反应和借助Boudeward反应进行的TiO 2/CO气—固反应[14, 15]，其总反应式可写为：
TiO2 + (3–x)C + x/2N2 →Ti(C1–x,Nx) + 2CO
为了使原料粉末能充分反应，采用碳热还原—化合反应制备Ti(C,N)粉末，通常都会添加过量的碳。然而，过量C的存在，会导致反应完全所需的温度增加，同时也容易导致产物中游离碳偏高;高反应温度，难以获得亚微、超细Ti(C,N)粉末。本实验是在开放的体系下进行，通过准
声明：
“高化合碳、低氧、亚微Ti(C,N)粉末的制备工艺与特性表征研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
1509
编辑：中冶有色网
来源：中南大学、硬质合金国家重点实验室
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
2025年05月23日 ~ 25日 
