淬硬钢的金属陶瓷刀具车削加工

利用热压烧结法制备了微米/纳米复合Ti(C,N)/Al2O3陶瓷刀具,采用CA6140车床、电子显微镜和扫描电镜研究了微米/纳米复合Ti(C,N)金属陶瓷刀具(编号为:JT1-JT3)切削45淬硬钢的切削性能和显微结构,和硬质合金刀具YT14及陶瓷刀具LT55、SG-4进行了对比.结果表明,所研制的刀具适合于切削45淬硬钢,切削性能优于YT14.分析了刀具的磨损形貌和磨损机理,新型Ti(C,N)金属陶瓷刀具的主要磨损机理为后刀面磨粒磨损和氧化磨损.采用金属陶瓷刀具车削工件,可以实现以车代磨,不但质量得以保证,而且可以降低成本.     

浆料法制备Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料及其性能研究

以FeB,Mo,Fe等粉末为主要原材料,加入有机溶剂,制备出成型料浆,用料浆法在钢基体表面成型覆层坯体,采用真空液相烧结技术,制备了Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料,并对其性能进行了检测.结果表明,覆层主要Mo2FeB2硬质相和α-Fe黏结相构成,Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料在界面存在一个从高硬度到低硬度的渐变过渡区.磨损试验表明,Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料具有比YG8硬质合金更好的耐磨性.腐蚀试验表明,Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料具有比2Cr13钢更好的耐腐蚀性.     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削性能及磨损机理

文章介绍用常规粉末冶金方法制备添加纳米 Ti N的 Ti C-10 Ti N-16 Mo-5 Co-5 N i-1C系金属陶瓷刀具 ,通过较系统的切削试验 ,研究了此种金属陶瓷刀具在切削正火态 45 #钢时的切削性能及磨损机理。结果表明 ,金属陶瓷刀具适用于较高速度下的切削 ,其切削速度 vc、进刀量 f对刀具后刀面磨损量的影响较大 ,而切削深度 ap对刀具的磨损影响较小 ,刀具的失效形式主要是磨损。     

一种新型钢材覆层材料-三元硼化物基金属陶瓷覆层材料

通过化学反应将原料粉末生成三元硼化物硬质相并通过液相烧结与钢很好地结合，用这种工艺成功地在钢基体上涂覆了预压制的三元硼化物基金属陶瓷。制备出的金属陶瓷一钢覆层材料同时具有陶瓷材料硬度高、耐磨、耐腐蚀和金属钢强度高、韧性好、导热性好的性能优势，是一种很有发展潜力的高硬复合材料。     

添加剂对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能影响

Ti(C,N)基金属陶瓷作为一种新型的刀具材料,具有密度低、室温硬度和高温硬度高、化学稳定性和抗氧化性好、耐磨性好、更高的性价比等优点,性能优于传统刀具材料WC基硬质合金。通过加入不同添加剂可以改变Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相与包覆相之间的润湿性能,改善体系的烧结性、综合力学性能和机械的切削性能。该文介绍了不同添加剂对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能影响。     

烧结温度对细晶粒Ti(C,N)基陶瓷组织和性能的影响

采用真空烧结工艺制备超微、纳米复合Ti(C，N)基金属陶瓷．研究了烧结温度对超微、纳米复合Ti(C，N)基金属陶瓷的显微组织、性能的影响，并用SEM观察试样的断口形貌．结果表明，随着烧结温度的升高，陶瓷材料的显微组织逐渐变得均匀致密，晶粒长大不明显，环形相逐渐变得完整；当烧结温度超过1450℃，晶粒会明显长大，环形相变厚、变脆，导致材料的性能下降．进一步分析表明，超微和纳米复合Ti(C，N)基金属陶瓷的最佳烧结温度分别为1410℃、1450℃．     

功能梯度金属陶瓷刀具磨损机理研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了功能梯度Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片.与通用硬质合金刀具进行了正火态45#钢的对比切削试验,并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损机理进行了分析.结果表明:与TN20、YT15相比,自制刀具皆表现表现出较优的切削性能和较高的耐磨性.表面氮化处理后刀具的表面硬度提高,大幅度的提高了刀具的抗热冲击性能和耐磨性能.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损机理为粘附磨损.     

Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研究现状

Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料是一种新型的刀具材料.文章介绍了Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的发展过程和研究现状,并指出其研究方向.     

功能梯度金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损失效研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度可转位刀片,与通用硬质合金刀具进行了铸铁的对比切削试验.并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损失效机理进行了分析.结果表明:氮化处理后刀片的耐磨性提高,与TN20的切削性能相似.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损失效机理为冲击磨损、扩散和粘附磨损.     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA 94.0.     

纳米Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中的相成分变化

采用在不同温度下真空烧结和X射线衍射研究纳米Ti(CN)基金属陶瓷在烧结过程中的相成分演变。研究结果表明:纳米Ti(CN)基金属陶瓷在900℃后,Mo2C和TaC由于扩散而发生固溶反应;在1 200℃前,Mo2C和TaC固溶反应结束,两相均消失;WC在1 100℃后,开始由于扩散而发生固溶反应,在1 250℃前消失;在1 250℃后,合金中只有Ti(CN)和Ni(Ni Co)两相存在;与纳米Ti(CN)基金属陶瓷不同,微米Ti(CN)基金属陶瓷中的WC在1 200℃后,由于扩散而发生固溶反应,在1 300℃消失;纳米Ti(CN)基金属陶瓷在固相反应完成之前,随着烧结温度的升高,硬质相和粘结相的晶格常数增加。     

下期文章摘要预告

纳米改性金属陶瓷刀具切削参数优化许育东 1 ,　刘　宁 1 ,　李　华 1 ,　谢　峰 2 ,　傅玉灿 3(1.合肥工业大学材料科学与工程学院 ,安徽合肥　 2 30 0 0 9;2 .合肥工业大学机械与汽车工程学院 ,安徽合肥　 2 30 0 0 9;3.中国科学技术大学材料力学行为与材料设计开放实验室 ,安徽合肥　 2 30 0 2 2 )摘　要 :文章系统地讨论了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具及 YG8刀具切削灰铸铁时的失效形式和磨损机理 ,研究了切削用量、Ni含量及纳米改性对刀具耐用度的影响。结果表明 ,刀具耐用度随切削用量 f、ap及 vc的增大而降低 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金…     

金属陶瓷基体特性对TiAlN涂层微观结构和性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷是以 TiC、TiN、Ti(C,N)等为基,Ni/Co为粘结剂,并添加 WC、Mo₂C、TaC、VC 等碳化物改善其组织性能,采用粉末冶金方法制备的多相固体材料,具有高红硬性、高耐磨性、低摩擦系数和低热导率,高的化学稳定性等优点。Ti(C,N)基金属陶瓷刀具对高速加工中软钢有很大的优越性:被加工工件表面尺寸精度和光洁度高,可实现以车代磨。在切削加工中,刀具的性能对加工表面质量和加工效率有着重大的影响。涂层具有高的耐磨性、耐热性、高的化学稳定性等优点,可使切削刀具的使用寿命大幅度提高。当前80%–90%以上的切削刀具都会涂层,而这些涂层工艺主要是针对硬质合金而设计的。金属陶瓷被视为硬质合金未来最有潜力的替代品。要实现Ti(C,N)基金属陶瓷对硬质合金的替代,Ti(C,N)基金属陶瓷的可涂层性、涂层过程中的生长机理以及金属陶瓷基体与涂层的匹配性需要系统的研究。涂层与基体材料两者总是相互影响,基体的化学成分与结构会直接影响涂层的形核生长,而涂层的结合强度与硬度等性能直接决定了涂层能否被运用。鉴于此,本文制备了不同WC含量的TiAlN涂层金属陶瓷,并采用微观组织观察、结合强度与纳米压痕检测和切削加工试验研究了不同WC含量的金属陶瓷基体对TiAlN涂层的微观结构与性能的影响。结果表明沉积在不同基体上的TiAlN涂层具有柱状晶粒结构。且随着WC的增加,TiAlN的强度比I₍₁₁₁₎/I₍₂₀₀₎和附着力逐渐增大。当基体中没有WC时,TiAlN涂层的择优取向为（200）晶面。 随着WC的加入,TiAlN涂层的择优取向变为(111)和(200)晶面。涂层与基体的结合强度最大的区别在于基体的微观结构和成分。含15wt% WC的金属陶瓷基体涂层的H/E和H3/E2最高,耐磨性最好。     

纳米改性金属陶瓷刀具切削参数优化

文章系统地讨论了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具及 YG8刀具切削灰铸铁时的失效形式和磨损机理 ,研究了切削用量、Ni含量及纳米改性对刀具耐用度的影响。结果表明 ,刀具耐用度随切削用量 f、ap及 vc的增大而降低 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具的效果明显 ,最后通过一元线性回归分析给出了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Taylor公式。     

纳米氮化硼含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

在氮气环境下,采用微波烧结技术制备氮化硼纳米粒子增强Ti(C,N)基金属陶瓷,采用SEM观察了其显微组织,并考察了BN含量对材料力学性能的影响.研究表明:纳米氮化硼对Ti(C,N)基金属陶瓷具有明显强化作用,添加1.5%纳米氮化硼时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度(TRS)提高了21.6%,硬度(HRA)提高了1.6%.纳米氮化硼的加入,阻碍了Ti(C,N)颗粒的溶解,金属陶瓷的断口形貌表现为穿晶断裂.     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的失效机理与参数优化

文章介绍 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削正火态 45钢时的失效形式和磨损机理 ,考察了各切削用量对刀具耐用度的影响 ,并通过一元线性回归分析给出了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Talor公式。研究证明 ,Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有良好的综合性能 ,而且还可以节约普通硬质合金所必需的 Co、Ta及 W等贵重稀有金属材料 ,但韧性和强度较低 ,切削正火态 45钢时主要以磨损形式失效     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的微波烧结

以纳米WC-10Co复合粉末、YSZ纳米粉末、Al2O3亚微粉末与工业Ni粉为原料,采用微波烧结＋热等静压处理制备性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,研究微波烧结、微波烧结＋热等静压处理对Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的组织结构和力学性能的影响。研究结果表明：WC-10Co（10%,质量分数）,YSZ（30%）,Al2O3（55%）与Ni（5%）复合粉末高能球磨后,经过微波烧结＋热等静压处理,可以得到平均晶粒度小于1.5μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,其相对密度为98.4%,洛氏硬度为HRA 94.0;微波烧结＋热等静压可以有效地消除微波烧结造成Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷中的孔隙,提高复合材料的密实度和力学性能,而且金属陶瓷的晶粒基本没有异常长大。     

纳米复合Ti(C,N)基陶瓷烧结晶粒长大的特性

利用材料热力学原理，推导出纳米复合Ti(C，N)基金属陶瓷烧结过程中，晶粒生长速度与大、小颗粒半径之间的关系，并结合实验结果进行了分析．结果表明：纳米复合金属陶瓷在烧结的开始阶段，大晶粒的长大速度呈加速趋势，当大晶粒长大到一定程度时，其长大速度达到最大值，随后，速度逐渐减慢．采用放电等离子烧结、脉冲烧结等方法有可能进一步减小小颗粒的半径．Mo、WC、TiN的加入，抑制了沉淀—析出过程的进行，对晶粒的长大有一定的抑制作用．     

Ti(C,N)基金属陶瓷烧结性能及其组织的研究

研究了温度与碳含量对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷烧结性能及组织的影响，研究结果表明：材料的抗弯强度对烧结温度最敏感，而密度、硬度、平均线收缩系数对烧结温度的敏感性依次递减；材料中碳粉含量增加时，会使其烧结温度明显降低，当添加量为２．２％时，金属陶瓷组织中会出现石墨相，使材料的抗弯强度下降．     

Ti（C,N）基金属陶瓷烧结性能及其组织的研究

研究了温度与碳含量对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷烧结性能及组织的影响，研究结果表明：材料的抗弯强度对烧结温度最敏感，而密度、硬度、平均线收缩系数对焙烧温度的敏感性依次递减；材料中碳粉含量增加时，会使其烧结温度明显降低，当添加量为２．２％时，金属陶瓷组织中会出现石墨相，使材料的抗弯强度下降。