Ti(C,N)基金屬陶瓷是一種陶瓷-金屬復合材料,其硬度與耐熱性接近陶瓷而抗彎強度和斷裂韌性比陶瓷高。Ti(C,N)基金屬陶瓷的導熱性、耐熱性、抗粘結性和化學穩定性比高速鋼好得多,因此在刀具材料中獲得了應用。

　　與TiC基金屬陶瓷相比,Ti(C,N)基金屬陶瓷具有更高的高溫強度與硬度、良好的導熱性和優良的耐沖擊性等綜合性能。與傳統的WC-Co硬質合金相比,Ti(C,N)基金屬陶瓷由于具有紅硬性高、高溫抗氧化性能好和熱導率高等一系列優點,而使它特別適合于進行高速切削和對材料進行精加工和半精加工。

　　Ti(C,N)基金屬陶瓷材料是未來取代WC基硬質合金的理想材料,但限制Ti(C,N)基金屬陶瓷材料作為高性能切削刀具應用的主要因素有強韌性、抗熱疲勞性能、可靠性以及高溫穩定性等。國內外研究人員著眼于提高Ti(C,N)基金屬陶瓷材料的上述性能而采取了如下措施:

　　(1)材料微觀結構超細化,即晶粒超細化,從而提高材料的強韌性;

　　(2)通過成分優化,在Ti(C,N)基金屬陶瓷材料中添加TaC、NbC等碳化物,并改善金屬陶瓷兩相界面的穩定性,從而提高材料的紅硬性以及熱沖擊性能;

　　(3)對制造的超細晶粒金屬陶瓷刀具進行表面滲硼處理,從而進一步提高刀具的表面耐磨性以及可靠性;

　　(4)開發涂層金屬陶瓷刀具。

　　到2010年為止,我國的金屬切削刀具市場容量已達330億元,但我國生產的刀具多數仍屬于低端的高速鋼標準刀具,國產的金屬陶瓷刀具所占市場比例仍然偏低。根據《工具行業“十二五”發展規劃》的要求,我國國產刀具在高端市場的占有率要從目前的15%左右提高到30%～40%,并再用2～3個五年計劃時間,使國產化率逐步提高到發達國家的平均水平,即60%～70%。為了完成這個目標,我國高端刀具的年均增長率須達到20%左右。

　　目前,國內切削刀具仍是以高速鋼刀具為主,隨著高速切削技術和數控技術的迅猛發展,發展高性能、高壽命的金屬陶瓷刀具勢在必行。可以肯定的是,隨著Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具材料的強韌性的不斷改善,Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具所占硬質刀具市場的份額將逐步擴大,并有取代碳化鎢/鈷硬質合金切削刀具的趨勢。

　　綜上所述,限制Ti(C,N)基金屬陶瓷復合材料在高端切削刀具方面的大規模應用的主要問題在于材料強韌性不足。目前國內外的科研團體與生產單位都把Ti(C,N)基金屬陶瓷復合材料的強韌化列為最重要的研究課題。研究開發結構均勻的超細晶粒結構金屬陶瓷復合材料,對促進我國高端硬質刀具的更新換代及技術進步,具有重要意義。