原位合成碳化钛晶须增韧氧化铝陶瓷刀具材料前驱体组分研究

本文对采用碳热还原法制备原位合成TiC晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料的工艺中,Ni和NaCl含量对晶须生长状态和刀具材料力学性能的影响及其机理进行了探讨。结果表明,当前驱体中Ni和NaCl的含量为TiO2：Ni：NaCl（摩尔比）=1：0.05：0.5时,能够获得产量较高、长径比较理想的TiC晶须,从而有利于提高刀具材料的力学性能;提高Ni含量和NaCl含量则会导致晶须长径比减小和产量降低,不利于提高刀具材料的力学性能。     

Ti微合金化汽车大梁钢510L的组织性能

通过层流冷却及卷取过程模拟实验和实验室热轧实验研究了冷却工艺参数对Ti微合金化汽车大梁钢510L组织性能的影响规律,并在生产现场进行了工业试制.结果表明,大冷速有利于弥散细小的TiC粒子析出,冷速和终冷温度对实验钢强度的影响是细晶强化、析出强化和相变强化共同作用的结果,N含量显著影响Ti的析出强化效果,在冶炼时应严格控制钢中的N含量,否则将对钢板的性能产生较大的影响.实现了低成本Ti微合金化汽车大梁钢510L的批量稳定生产.     

LISHS法制备TiC粉末的微观结构和相成分的分析

采用激光引燃自蔓延高温合成方法(LISHS)制备了TiC粉末.研究了Al含量、C/Ti原子比和激光平均能量对合成产物密度、相成分、微观结构、颗粒尺寸以及TiC的化学计量数的影响.试验结果表明:随着Al含量的增加,TiC颗粒尺寸减小;随着激光平均能量的增加,TiC颗粒逐渐从多角形向球形转变;随着C/Ti原子比的增加,体系中生成Al3Ti相的含量逐渐减少,生成TiC相的数量逐渐增加.     

原位颗粒含量对半固态7075铝合金组织的影响

制备具有不同原位TiC颗粒含量的喷射沉积7075铝合金,在610℃和620℃进行二次加热并保温30min,淬火固定半固态组织.采用扫描电镜观察其组织,利用平均截线法统计其晶粒尺寸,分析不同颗粒含量对喷射沉积7075铝合金半固态组织的影响规律.结果表明:当TiC颗粒含量达到2.91%(体积分数)时已经产生良好的钉扎效果,使得合金基本保持喷射沉积组织特征,能够满足后续的半固态成形工艺要求;TiC颗粒含量超过2.91%后,晶粒尺寸会进一步减小,但晶界上的颗粒明显增多并呈网状分布;TiC颗粒含量小于2.91%时,局部区域发生晶粒的异常长大现象,使合金组织的均匀化程度下降.     

渣中TiC氧化规律

在实验室条件下考察了温度、气体氧分压的变化对渣中 TiC 氧化反应的影响。升温不利于 TiC 氧化反应的进行,反应达动态平衡时,渣中 TiC 含量是增加的。改善氧在渣层中的扩散条件,提高氧的传质速度,对加快 Ti(C,N)的氧化是有积极作用的。     

TiC晶须对YG10F硬质合金材料硬度和韧性的影响

采用添加不同含量TiC晶须、不同制备工艺方法,研究了TiC晶须对YG10F硬质合金材料硬度和韧性的影响。结果表明:添加TiC晶须可以提高试验材料的显微硬度;采用适当的制备工艺、添加适量的TiC晶须,可以十分显著地提高试验材料的韧性。     

A1/TiC复合材料铸造流动性的研究

通过实验研究了基体Al合金和TiC颗粒含量不同的四种Al／TiC复合材料的流动性．并根据流动性的差异,提出了不同的铸造工艺成型方法．     

Al-Ti-C体系自蔓延高温合成TiC的形态演变

利用真空自蔓延加热-加压装置,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)及能谱(energy dispersive spectrum,EDS)等分析测试手段,研究了Al含量、粉末粒度及C/Ti(原子比,下同)对Al-Ti-C体系自蔓延点燃温度、产物相组成及TiC形态的影响。结果表明,Al含量对TiC的尺寸影响最大,随着Al含量由20%(质量分数,下同)增加到50%时,TiC颗粒的尺寸由3～5μm减小到0.7～0.8μm。C粉粒度和C/Ti对TiC的形貌影响最大,当C粉粒度小于75μm或C/Ti≥1时,TiC的形貌为近球形;然而当C粉粒度不小于75μm或C/Ti1时,TiC的形貌为八面体。     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

TiC晶须对YGIOF硬质合金材料硬度和韧性的影响

采用添加不同含量TiC晶须、不同制备工艺方法，研究了TiC晶须对YG10F硬质合金材料硬度和韧性的影响。结果表明：添加TiC晶须可以提高试验材料的显微硬度；采用适当的制备工艺、添加适量的TiC晶须，可以十分显著地提高试验材料的韧性。     

振动参数对金刚石切削不锈钢零件影响规律研究

为减轻金刚石刀具的磨损,提高工件表面加工质量,采用超声振动的方法切削不锈钢零件．研究了不同振动参数对工件表面粗糙度和刀具磨损量的影响规律．对刀具的振动频率和振幅的影响进行了理论分析．在精密车床上进行了金刚石刀具超声振动切削不锈钢零件的加工实验．结果表明：振动参数对工件表面粗糙度和刀具寿命有较大的影响．在一定条件下,振幅越小,加工表面粗糙度越大,刀具磨损越快;振动频率越高,加工表面粗糙度越小,工具磨损越轻．     

激光熔覆原位合成TiC的Ni／TiC复合层显微组织与性能研究

利用5kW CO2激光器和同轴送粉的方法,在Q235钢基材表面原位合成强化相为TiC的Ni／TiC复合材料层。研究了不同Ni相对含量对熔覆层的显微组织形貌和相组成的影响,并进行了耐磨性试验。结果表明,熔覆层的物相构成为Ni和TiC,熔覆层耐磨性随Ni相对含量的减少而增大。     

涂层硬质合金刀具切削力的研究

本文的内容主要是研究涂层硬质合金刀具与未涂层刀具的切削力对比。同时研究它们前刀面上摩擦系数的对此及切屑变形系数的对比,借以解释涂层刀具切削力减小的原因。研究表明,TiC涂层刀片的单位切削力比未涂层刀片降低3～4％,TiN涂层和TiC/TiN涂层刀片的单位切削力降低6～9％。涂层刀具与切屑间的摩擦系数及切屑变形系数均相应减小。随着切削时间的延长,涂层、未涂层刀具的切削力的差距进一步加大。本文研究结果将有助于涂层硬质合金刀具的推广和应用。     

硬岩切削力实验研究

本文通过实验,研究了切削用量及刀具几何参数等因素对硬岩切削力的影响规律;提出了合理选择岩石切削加工工艺参数的原则;给出了若干对硬岩切削加工机械及刀具、夹具的设计与使用有重要参考价值的切削力经验公式。图5,表2,参6。     

原位混杂增强钛基复合材料的制备与组织分析

理论上分析了由Ti-B4C-C系原位自生制备TiB晶须(TiBw)和TiC颗粒(TiCp)混杂增强钛基复合材料的可行性. 运用热分析方法(DSC)研究了一定量的钛粉、碳化硼粉与碳粉的混合粉末在加热过程中的反应情况. 结果显示复合材料原始粉末加热过程中在940～1 150 ℃这一温度范围内发生剧烈的放热现象,有可能生成了新相. XRD检测分析结果显示在烧结态材料中形成了TiB与TiC,而且TiC的含量随所添加的C含量增加而增加. OM与SEM分析表明复合材料中存在棒状TiB晶须和近似等轴状TiC颗粒两种不同形态的增强体,并且两种增强种体均匀的分布在基体中. 实验结果表明,可以采用反应热压法由Ti-B4C-C系制备原位自生TiB晶须和TiC颗粒混杂增强的钛基复合材料.     

金属粘接Al_2O_3-TiC系陶瓷的退火热处理强化研究

针对被用作刀具材料的金属粘接AI2O3－TiC系陶瓷的组成特点，采用近火处理的方法可使其强度得到改善。实验结果表明：经800CX3h大气中退大处理后，金属粘接Al2O3－TiC系陶瓷材料的强度提高了10％，硬度也同时提高。扫描电镜和透射电镜的观察与分析表明：该材料强度和硬度的提高是材料表面微氧化机制、内部缺陷钝化机制以及晶界强化机制共同作用的结果。     

陶瓷刀具高速车削GH4169高温合金切屑实验

针对陶瓷刀具WG300车削高温合金GH4169,设计了车削加工实验,利用扫描电镜（SEM）图和能谱分析（EDS）图对产生的切屑的形态和元素进行研究,得到了切削速度对切屑的影响规律,观察到刀具和工件在切削过程中发生元素的扩散现象.随着切削速度的增加,切屑出现显著的锯齿状,其成分中C的质量分数增多,Al和O元素没有显著变化,表明刀具中的Al2O3较为稳定.该研究对陶瓷刀具加工过程中的切削速度的选择具有指导和参考意义.     

应用新型复合陶瓷刀具改革传统机械加工工艺

应用Al2 O3基和TiC基陶瓷刀具 ,解决了一系列难加工材料的加工问题。通过陶瓷刀具在 2 5MN镦粗压机和 315 0KN拉伸压机的柱塞、柱塞缸的精加工中以车代磨的试验研究 ,证明利用陶瓷刀具切削能延长刀具使用寿命 ,提高零件已加工表面质量、提高生产效率 ,降低了加工成本 ,促进了机械加工工艺的改革并带来很大的社会经济效益     

TiC颗粒对CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-TiO_2炉渣电导率的影响

采用交流阻抗谱法测定了含有不同的TiC颗粒含量和粒度的CaO SiO2 MgO Al2O3 TiO2拟五元炉渣在1633K时的表观电导率·根据炉渣的交流阻抗谱,提出了合理的等效电路;根据表观电导率随温度变化的关系,估算了1633～1693K温度范围内TiC含量和粒度不同的炉渣的表观活化能·结果表明:炉渣体系的表观活化能随TiC颗粒的含量增高及粒度减小而增大,而对TiC质量分数为0 5%的炉渣其表观活化能随TiC颗粒粒度减小而稍有减小;在1633K时,炉渣体系的表观电导率随TiC颗粒的含量增高及粒度减小而减小,而对TiC质量分数为0 5%的炉渣其表观电导率随TiC颗粒粒度减小而稍有增大;在1633～1693K温度范围内,含有相同含量、不同粒度TiC的炉渣,其表观电导率和温度关系符合Arrhenius关系·     

TiC/TiAl复合材料微观结构观察及强韧化机理分析

采用放电等离子烧结(SPS)技术，制备了质量分数为10％的TiC／TiAl复合材料，从微观结构上研究了TiC颗粒对TiAl基体材料力学性能的影响。实验结果表明：在TiC，TiAl复合材料中TiC颗粒主要分布于晶界，少量进入基体晶粒的内部，形成晶内型结构；TiC颗粒的引入细化基体晶粒的尺寸，有效地阻碍材料内部裂纹扩展，引起裂纹偏转，增加其扩展路径，改善材料的韧性，同时在晶界和晶内形成了一系列位错。位错强化与细晶强化是主要的强化机制，TiC／TiAl复合材料韧性的提高主要源于TiC粒子对裂纹的偏转。