碳化鉻是一種在高溫環(huán)境下(1000~1100℃)具有良好的耐磨、耐腐蝕、抗氧化性的高熔點(diǎn)的無(wú)機(jī)材料,Chemicalbook屬于一種金屬陶瓷。哪有碳化鉭因其特殊的高溫性能,被大量用作金屬表面保護(hù)工藝的熱噴涂材料和硬質(zhì)合金行業(yè)的添加劑。碳化鉭是一種灰色粉末,有金屬光澤;斜方晶系;密度:6.68g/cm3;熔點(diǎn):1890℃;在高溫環(huán)境下(1000~1100℃)具有良好的耐磨、耐腐蝕、抗氧化性能。屬于一種金屬陶瓷。
耐磨陶瓷涂層由于兼有優(yōu)異的機(jī)械耐磨性能和良好的抗腐蝕性能,已成功地應(yīng)用于靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和惡劣的環(huán)境中,起到了對(duì)基體的保護(hù)作用,提高了構(gòu)件的效率和使用壽命,其應(yīng)用越來(lái)越廣。碳化鉭一個(gè)最典型的例子就是切削刀具,傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具雖然強(qiáng)度較高,但硬度較小;陶瓷刀具硬度較高,但強(qiáng)度稍差。碳化鉭廠家隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,高硬高強(qiáng)鋼用于制造各種機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)零部件越來(lái)越普遍,普通刀具和單一材料刀具難以滿足高速切削等極端條件下的要求,必須依靠復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),解決問題的重要途徑之一是在刀具上沉積高硬耐磨涂層。
金屬鉻粉碳化法:將炭黑按13.5%~64%在(質(zhì)量)的比例(比理論結(jié)合碳量11.33%還多)與用電解鉻粉碎而成325目的金屬鉻粉末,用球磨機(jī)進(jìn)行干式混合之后作為原料。碳化鉭添加1%~3%硬脂酸作為成型用潤(rùn)滑劑。哪有碳化鉭用1 T/cm2以上壓力加壓成型。將該加壓成型粉末放進(jìn)石墨盤里或坩堝里,用塔曼爐或感應(yīng)加熱爐,在氫氣流(氫氣露點(diǎn)在-35℃左右)中,加熱至1500~1700℃,并保持1h,使鉻進(jìn)行碳化反應(yīng),生成碳化鉻,經(jīng)冷卻,制得碳化鉻。
粉末粒度及其分布的測(cè)定方法很多,一般用篩分析法(>44μm)、沉降分析法(0.5~100μm)、氣體透過法、顯微鏡法等。超細(xì)粉末(<0.5μm)用電子顯微鏡和 X射線小角度散射法測(cè)定。碳化鉭金屬粉末習(xí)慣上分為粗粉、中等粉、細(xì)粉、微細(xì)粉和超細(xì)粉五個(gè)等級(jí)。通常按轉(zhuǎn)變的作用原理分為機(jī)械法和物理化學(xué)法兩類,既可從固、液、氣態(tài)金屬直接細(xì)化獲得,又可從其不同狀態(tài)下的金屬化合物經(jīng)還原、熱解、電解而轉(zhuǎn)變制取。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原-化合方法制取。碳化鉭廠家因制取方法不同,同一種粉末的形狀、結(jié)構(gòu)和粒度等特性常常差別很大。
TiCN膜層具有較低的內(nèi)應(yīng)力,比較高的韌性,具有良好的潤(rùn)滑性,以及高硬度、耐磨損等特性,適用于要求較低的摩擦系數(shù)又要求較高硬度的場(chǎng)合。碳化鉭由于TiCN具有比TiN更低的摩擦系數(shù)和更高的硬度 , 鍍以氮碳化鈦的工具更加適合于切割如不銹鋼 , 鈦合金和鎳合金等堅(jiān)硬材料,比TiN更具耐磨性和高溫穩(wěn)定性。碳化鉭廠家將TiCN設(shè)置為涂層刀具的主耐磨層,可顯著提高刀具的壽命。TiCN膜層適用于需要高速切削、高進(jìn)給且切削和成型刃口處常受沖擊的切割、成型、沖剪工具,但需要注意被鍍材的材質(zhì)及表面狀況,如TiCN并不適用于高溫場(chǎng)合 , 如不銹鋼的干切割。