本单位完成《金属陶瓷刀具市场数据深度调研与发展趋势分析报告》编制工作

  金属陶瓷刀具在硬质合金行业中一般是指TiCN/TiC/TiN为硬质相,添加Co或Ni作为粘接相,在很多场合中,添加元素周期表地IVB、VB及VIB族金属中的一种以上的氮化物、碳化物及碳氮化物作为添加剂以增强金属陶瓷的力学、高温性能的一种刀具。

  金属陶瓷刀具不仅能对高硬度材料进行粗、精加工,也可进行铣削、断续切削的粗车加工;金属陶瓷刀具可加工传统刀具难以加工的高硬度材料;金属陶瓷刀具耐磨性较普通刀具耐磨性更好,减少加工换刀次数,可用于高速断续切削加工。金属陶瓷刀具强化粘结,提高金属陶瓷刀具的高温性能、热导性和热震性能。

  金属陶瓷刀具是一种先进的切削刀具,由于它具有优良的切削性能和高的性价比而受到了人们的青睐。金属陶瓷的硬度高,耐磨性为普通硬质合金的5倍,因此刀具寿命可比硬质合金高几倍以至几十倍,高温性能稳定,所以在高温下仍能进行切削。它与金属的亲和性小,摩擦系数低,抗粘结和抗扩散能力强,切削时不易产生积屑瘤;加工表面质量好,而价格则又远低于切削性能与之相近的金刚石和立方氮化硼刀具。除适于加工普通铸件与钢材外,也可加工淬硬钢、高强度钢、冷硬铸铁和镍基高温合金等难加工材料,并能以车、铣代磨,提高生产效率。金属陶瓷刀具的主要缺点是抗弯强度低、脆性大,长期以来主要作为精加工刀具,占各类刀具材料中的比重很小。但近几年来,由于控制了原料纯度和晶粒尺寸,添加碳化物或金属,采用热压(HP)和热等静压(HIP)烧结工艺等方法,不仅使抗弯强度提高,而且断裂韧性和抗冲击性能都有很大提高,应用范围日益扩大,除可用于一般精加工与半精加工外,也可用于冲击负荷下的粗加工,既能用于车削,也能用于刨削和铣削,被国际上公认为是当代提高生产效率最有希望的一种刀具。但金属陶瓷毕竟是脆性材料,所以必须掌握它的性能并正确加以使用。才能达到预期效果。

  Ti(C,N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。世界主要工业国家都非常重视Ti(C,N)基金属陶瓷技术的发展,因此世界各国尤其是日本对Ti(C,N)基金属陶瓷进行了广泛深入的研究,并已获得了显著的进展。在日本,由于本身资源等因素,含氮金属陶瓷作为工具材料比其他国家应用更广泛,产量也很大。含氮金属陶瓷切削工具的市场占有量由20世纪70年代末的略高于10%猛增到目前接近30%,显示了含氮金属陶瓷作为传统WC-Co硬质合金的替代材料的巨大潜力。过去,由于金属陶瓷刀具的使用效果未被充分认识,因此,许多国家对其发展未予重视。尤其在欧美地区(如美国、英国、德国等),金属陶瓷刀具的使用量很少,据有关统计,美国的金属陶瓷刀具仅占刀具总量的5%左右。但近年来,各国对金属陶瓷材料的韧性改进作了许多工作,并取得显著效果。据报道,Carboly公司的金属陶瓷已采用Ti(C,N)取代TiN作基础原料,在结合剂中减少镍的含量,增加钨的含量,从而使金属陶瓷的强度和耐磨性很好地结合起来,成为一种性能优异的合金材料。尽管如此,金属陶瓷仍属于脆性材料,承载时往往沿相界面脱开或断裂,这样就使它的应用受到了限制。

  金属陶瓷材料是一种有金属或者合金与同一种或几种陶瓷所组成的非均质复合材料。它具有优良的综合力学性能,具有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损,耐高温,又保持了金属材质的塑性与韧性,有着十分广泛的应用前景。在20世纪30年代人们就把金属陶瓷材料应用于刀具中,但是做成的刀片还比较脆,主要用于精加工中。从上世纪70年代以来,TiN对TiC-Ni系有显著作用被奥地利维也纳大学kieffer等发现,Ti(C,N)基金属陶瓷引起了人们的注意,TiC合金中开始引入硬质相氮化物,进一步在更大范围内扩大了金属陶瓷的应用。

  根据先略咨询发布的《金属陶瓷刀具市场数据深度调研与发展趋势分析报告》数据显示:2014年我国金属陶瓷刀具行业产值为10.98亿元,2018年为17.96亿元,同比2017年增长了14.70%。

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  无论从内部组织来讲,金属陶瓷刀具仍然归于硬质合金刀具大类,而不归于陶瓷刀具,而立方氮化硼刀具,氮化硅刀具,氧化铝陶瓷刀具从材料学角度均可归为陶瓷刀具材料;且从应用角度和刀具性能来讲,金属陶瓷刀具在一定领域确实比涂层硬质合金刀具更具优势。未来,高精度高效率加工已成为一种发展趋势,无论是在汽车工业还是通用加工领域,用户对于产品零件质量要求的不断提高,以及金属陶瓷刀具在各个领域的应用和消耗潜力的与日俱增,这将会带动金属陶瓷行业的进一步创新和开发。








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