別根據(jù)JISR1607 和JISZ2244 確定韌性（MPa·m1/2)和硬度（GPa)。
[0101] 〈〈測(cè)定結(jié)果小結(jié)》
[0102] 表I中的結(jié)果示出，試樣1至13(其中原料粉末混合時(shí)間為5小時(shí)以下）比試樣 21和22 (其中原料粉末混合時(shí)間超過10小時(shí)）具有更高的導(dǎo)熱率和硬度。這可能是因?yàn)?構(gòu)成外周部的Ti復(fù)合化合物的固溶體比構(gòu)成芯部的TiCN和TiC具有更低的導(dǎo)熱率和硬 度。這可能是因?yàn)樵嚇?至13中的具有含芯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)相顆粒的β/α在1.1至1.7的 范圍內(nèi)，而試樣21和22中的硬質(zhì)相顆粒的β/α超過2.Ο(試樣1至13中的具有含芯結(jié) 構(gòu)的硬質(zhì)相顆粒的外周部的厚度小于試樣21和22中的外周部厚度）。因此，具有含芯結(jié)構(gòu) 的硬質(zhì)相顆粒的厚的外周部傾向于降低金屬陶瓷的導(dǎo)熱率以及硬度。
[0103] 表1中的結(jié)果表明試樣21和22的韌性并不一定比試樣1至13的韌性低。這可 能是因?yàn)闃?gòu)成具有含芯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)相顆粒的外周部的Ti復(fù)合化合物的固溶體的韌性高。
[0104]
[0105]〈〈切削試驗(yàn)》
[0106] 然后，用試樣中的一部分制作切削工具，并進(jìn)行切削試驗(yàn)。該切削試驗(yàn)包括耐斷裂 性試驗(yàn)、耐磨性試驗(yàn)和加工表面精度試驗(yàn)。
[0107] 對(duì)試樣1、4、11、13和22的金屬陶瓷進(jìn)行磨削（平面磨削），然后進(jìn)行切削刃加工， 從而制得刀頭。將刀頭固定在鉆的邊緣，從而制備切削工具。在表II所示的條件下，檢測(cè)切 削工具在車削中的切削性能。表III示出了表I所示的各試樣的結(jié)果和條件。進(jìn)行耐斷裂 性試驗(yàn)、耐磨性試驗(yàn)和加工表面精度試驗(yàn)。在耐斷裂性試驗(yàn)中，測(cè)定刀頭的切削刃斷裂的時(shí) 間。在耐磨性試驗(yàn)中，切削10分鐘后測(cè)定刀頭的后刀面磨損。這兩個(gè)試驗(yàn)都與刀頭的壽命 有關(guān)。在加工表面精度試驗(yàn)中，切削工件1分鐘后，測(cè)定加工表面的中心線平均粗糙度Ra。 由此，對(duì)刀頭切削刃的耐磨性、耐微斷裂性以及耐粘附性進(jìn)行了檢查。
[0112] 表III表明，即使在切削刃被加熱至高溫的切削（切削速度：100m/min以上）中， 由試樣1、4、11和13制造的切削工具（其具有比試樣22更薄的具有含芯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)相顆粒 的外周部）仍具有高的耐磨性和高的耐斷裂性。由試樣1、4、11和13制造的切削工具具有 良好的切削性能的原因可能是：由于具有低的導(dǎo)熱率的外周部薄，因此具有含芯結(jié)構(gòu)的硬 質(zhì)相顆粒具有高的導(dǎo)熱率。據(jù)推測(cè)，硬質(zhì)相顆粒的高導(dǎo)熱率使得通過切削產(chǎn)生的切削刃熱 量易于消散，從而減少了切削刃及其附近的熱量積聚。對(duì)試樣1、4、11和13進(jìn)行了比較，隨 著硬質(zhì)相顆粒的平均粒徑減小，后刀面磨損降低。因此，隨著硬質(zhì)相顆粒的平均粒徑降低， 耐磨性傾向于提高。同樣地，比較了試樣4和11，它們?cè)趯?dǎo)熱率方面有一些不同，硬質(zhì)相顆 粒的平均粒徑更大的試樣11具有更長的斷裂時(shí)間。在試樣1、4、11和13中，具有最大平均 粒徑的試樣13具有最高的耐斷裂性。因此，隨著硬質(zhì)相顆粒的平均粒徑的增加，耐斷裂性 傾向于提高。比較了試樣1和11，硬質(zhì)相顆粒的平均粒徑更小的試樣1具有更長的斷裂時(shí) 間以及更高的耐斷裂性。這可能是因?yàn)樵嚇?比試樣11具有更高的導(dǎo)熱率。
[0113] 〈試驗(yàn)例2>
[0114] 在試驗(yàn)例2中，檢測(cè)了混合步驟對(duì)于金屬陶瓷的結(jié)構(gòu)以及切削性能的影響。
[0115] 首先，在與試驗(yàn)例1中的試樣1相同的條件下（原料的混合比也和試樣1相同） 制備包含金屬陶瓷的切削工具（試樣14至16)，不同之處在于：混合步驟中，磨碎機(jī)的周速 和混合時(shí)間有所不同。試樣14至16的混合條件如下所示。
[0116] ?試樣14 :磨碎機(jī)的周速=100m/min，混合時(shí)間=0. 1小時(shí)
[0117] ?試樣15 :磨碎機(jī)的周速=250m/min，混合時(shí)間=5. 0小時(shí)
[0118] ?試樣16 :磨碎機(jī)的周速=400m/min，混合時(shí)間=5. 0小時(shí)
[0119] 然后按照與試驗(yàn)例1相同的方法測(cè)定各試樣的"硬質(zhì)相顆粒的平均粒徑"、"β/ α"、"導(dǎo)熱率"、"韌性"和"硬度"。表IV示出了結(jié)果。表IV也示出了試驗(yàn)例1的試樣1的 結(jié)果。
[0120] [表IV]
[0121]
[0122] 表IV表明，通過增加磨碎機(jī)的周速或混合時(shí)間，β/α傾向于增加。
[0123] 具體而言，經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磨碎機(jī)的周速大約為250m/min，且混合時(shí)間約為1. 5小時(shí) 時(shí)，切削工具（金屬陶瓷）在韌性和硬度之間能夠取得良好的平衡性，且具有高導(dǎo)熱率，這 有助于提高耐熔焊性。
[0124] 工業(yè)實(shí)用性
[0125] 根據(jù)本發(fā)明的金屬陶瓷能夠適合用作為切削工具的基材。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬陶瓷，包括：包含Ti的硬質(zhì)相顆粒；和包含Ni和Co中的至少一者的結(jié)合 相， 其中70%以上的所述硬質(zhì)相顆粒具有含芯結(jié)構(gòu)，該含芯結(jié)構(gòu)包括芯部和圍繞所述芯部 的外周部， 所述芯部主要由Ti碳化物、Ti氮化物和Ti碳氮化物中的至少一種構(gòu)成， 所述外周部主要由包含Ti以及選自W、Mo、Ta、Nb和Cr中的至少一種的Ti復(fù)合化合 物構(gòu)成， 所述芯部的平均粒徑為α，所述外周部的平均粒徑為β，并且α和β滿足1. 1 <β/α^ 1. 7〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷，其中所述金屬陶瓷中的所述硬質(zhì)相顆粒的平均粒 徑為1. 0μL?以下。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬陶瓷，其中所述金屬陶瓷具有 含量在50質(zhì)量％至70質(zhì)量％范圍內(nèi)的Ti， 含量在15質(zhì)量％至30質(zhì)量％范圍內(nèi)的W、Mo、Ta、Nb和Cr，以及 含量在15質(zhì)量％至20質(zhì)量％范圍內(nèi)的Co和Ni。4. 一種制造金屬陶瓷的方法，包括： 準(zhǔn)備步驟，其中準(zhǔn)備如下粉末：第一硬質(zhì)相原料粉末，其包含Ti碳化物、Ti氮化物和Ti碳氮化物中的至少一種；第二硬質(zhì)相原料粉末，其包含選自W、Mo、Ta、Nb和Cr中的至少一 種；和結(jié)合相原料粉末，其包含Co和Ni中的至少一者， 混合步驟，其中在磨碎機(jī)中將所述第一硬質(zhì)相原料粉末、所述第二硬質(zhì)相原料粉末和 所述結(jié)合相原料粉末混合， 成形步驟，其中將在所述混合步驟中制備的混合原料成形，以及 燒結(jié)步驟，其中將在所述成形步驟中制備的成形體燒結(jié)， 其中在所述混合步驟中，所述磨碎機(jī)的周速為l〇〇m/min至400m/min，并且混合時(shí)間在 0. 1小時(shí)至5小時(shí)的范圍內(nèi)。5. -種切削工具，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的金屬陶瓷作為基材。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的切削工具，其中所述基材的表面的至少一部分被覆有硬質(zhì) 膜。
【專利摘要】一種金屬陶瓷，包括：包含Ti的硬質(zhì)相顆粒；和包含Ni和Co中的至少一者的結(jié)合相，并且70％以上(數(shù)量)的所述硬質(zhì)相顆粒具有含芯結(jié)構(gòu)，該含芯結(jié)構(gòu)包括芯部和圍繞所述芯部的外周部。芯部主要由Ti碳化物、Ti氮化物和Ti碳氮化物中的至少一種構(gòu)成，并且外周部主要由包含Ti以及選自W、Mo、Ta、Nb和Cr中的至少一種的Ti復(fù)合化合物構(gòu)成。芯部的平均粒徑為α，外周部的平均粒徑為β，且α和β滿足1.1≤β/α≤1.7。
【IPC分類】C22C29/04, B22F1/00, C22C14/00, C23C14/06, B22F3/24, C23C16/36
【公開號(hào)】CN105308200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201580000990
【發(fā)明人】山西貴翔, 道內(nèi)真人, 津田圭一
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日
【公告號(hào)】US20160130688, WO2015156004A1