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。     

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。     

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     

基于Digital Micrograph的Ti(C,N)基金属陶瓷材料定量金相分析

Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及相界面较复杂,需要一种简便、精确的定量金相方法来辅助研究.采用功能强大的Gatan Digital Micrograph软件对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织进行背底消除、滤波、二值化及图像形态学处理,分析可得到该金相图中的一些金相特征参数.对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷中硬质相进行了综合分析,结果表明,利用Gatan Digi-tal Micrograph软件实现Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织的分析测量是完全可行的,能有效地提高工作效率及得到直观、准确的结果,也可定量地得到随纳米粉添加量的不断增加,硬质相颗粒的总体积不断减少,平均粒径也在不断减小.     

高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的制备与组织研究

采用特殊工艺进行了金属陶瓷材料原料粉体的氮化处理,并对粉体的氮化效果进行了SEM、XRD和EDS能谱分析,检测氮化制备出的(Ti, W,Mo)(C,N)固溶体粉末的固溶效果.采用该氮化预固溶粉体,17%Ni粉,8%Mo粉的添加方式进行了金属陶瓷刀片的烧结,并对烧结后的刀片断口形貌、组成成分、相关物理和力学性能进行了分析.结果表明,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷材料,呈现出典型“芯—环”壳层结构,其“芯”部富含Ti元素,“环”部富Mo和W元素.该壳层结构显著提高了金属陶瓷材料的强韧性.因此,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷料性能超过传统Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能.     

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.     

SiC晶须改性金属陶瓷断裂韧性及增韧机理

用真空烧结法制备了纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷.采用力学性能测试和扫描电子显微镜等研究了纳米SiC晶须对Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响及其增韧机理.力学性能测试结果表明:与未添加晶须的金属陶瓷相比,纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性(KIC)均有提高;随着晶须添加量的增加,抗弯强度(TRS)和断裂韧性均先增加后下降,而相对密度随晶须添加量的增加呈下降趋势;当晶须含量(体积分数)为7.5%时,金属陶瓷的力学性能最佳,TRS为2.270GPa,KIC为12.7MPa.m1/2.断口分析表明:添加纳米SiC晶须的金属陶瓷断口形貌呈放射状分布,有较为发达的撕裂棱,其增韧机理包括裂纹偏转和晶须桥联.     

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.     

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.     

原料粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的影响

采用热压烧结法制备了添加质量分数为10%亚微米Ti(C0.7N0.3)粉末两种组分的Ti(C,N)基复合陶瓷,研究了亚微米Ti(C0.7N0.3)对材料力学性能和显微结构的影响.和微米级材料进行了对比,结果表明,亚微米材料的加入,抑制了基体晶粒的长大,细化了晶粒,使材料的力学性能大幅提高.VC的含量为16%,材料的硬度有明显提高.     

无钴 Ti(C,N)基金属陶瓷的热疲劳抗力

采用热疲劳龟裂网纹模拟法,定性地研究了无钴Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）基金属陶瓷与３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢的热疲劳特性差异．结果表明,在热循环周次相同与相近的条件下,前者热疲劳裂纹呈粗大交叉的直线,起源于试样棱边的尖角处,并以较快的速度进入失稳扩展;后者形成细小典型的龟裂网纹,扩展缓慢,显示出热疲劳抗力高于前者．     

金属陶瓷断裂韧性的价电子结构设计

依据固体分子经验电子理论,运用键距差方法,计算了不同成分金属陶瓷中陶瓷相的价电子结构,讨论了Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ元素对陶瓷相价电子结构的影响,找出了金属陶瓷的断裂韧性与陶瓷相价电子结构之间的关系,据此推导出金属陶瓷的断裂韧性与其成分之间的关系式,并初步进行了实验验证     

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.     

Microstructure and properties of nano-TiN modified Ti（C,N）-based cermets fabricated by powder injection molding and die pressing

Powder injection molding （PIM） and die pressing were employed to fabricate nano-TiN modified Ti（C,N）- based cermets. The shrinkage behavior, microstructure, porosity, and mechanical properties of the samples with and without nano-TiN addition fabricated by PIM and die pressing were analyzed. It is demonstrated that for either PIM or die pressing, the porosities are obviously reduced, the mechanical properties are significantly improved after adding nano-TiN, and the hard particles are refined; the rim phase thickness obviously becomes thinner, and the number of dimples in fracture also increases. Compared the samples fabricated by die pressing, it is difficult for PIM to obtain dense Ti（C,N）-based cermets. Due to the too much existence of pores and isolated carbon, the mechanical properties of the sintered samples by PIM are inferior to those of the sintered ones by die pressing.     

Ti(C1-xNx)系固溶体粉末的制备研究

研究了在碳热还原反应产业化制备Ti(Cl—xNx)系固溶体粉末过程中，原料配比、反应温度和N2流量等工艺参数对Ti(Cl—xNx)组成和性能的影响。结果表明，通过控制原料成分c／Ti的准确配比，可产业化制备出成分优良的不同单相Ti(C1—xNx)固溶体，在Ti(Cl—xNx)粉末中x值随反应温度的升高或N2流量的减小而变小，Ti(C1—xNx)系固溶体的点阵常数与C或N含量有很好的对应关系，通过调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶体结构，进而控制材料的性能。     

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.     

晶体材料分析技术及其在Ti(C,N)陶瓷中的应用

简要地介绍了晶体材料研究中常用分析测试技术的原理及特点，总结和分析了X射线衍射（XRD），电子显微分析（EMA），电子探针显微分析（EPMA），热分析等分析测试技术在Ti(C,N)基金属陶瓷中的应用，最后指出了分析测试技术在陶瓷材料研究中的未来发展方向。