无钨钴Ti（C，N）基金属陶瓷的初步研究

发布时间：2020-07-28 16:29

【摘要】：本研究用粉末冶金方法制备了两种Ti(C,N)/TiC质量比体系的无钨钴Ti(C,N)基金属陶瓷,运用钴磁计、矫顽磁力计、XRD,SEM,EDS等分析技术,对材料的物理、力学、显微组织及微区成分进行了表征和分析,并用这些显微组织特征的差异解释了不同NbC含量、以及微量B等添加物对金属陶瓷宏观力学性能的影响。最后,研究了本实验制成的刀片与YNG151牌号刀片的铣削性能,比较在较高的切削速度下,这些金属陶瓷刀片的磨损方式和刀片寿命。通过添加NbC含量的变化对金属陶瓷的组织结构和微区成分变化的研究,发现随着NbC含量的增加,环形相变得更加完整,粘接相分布越均匀。TiC和NbC含量的不同,影响了溶解和扩散,造成环形相与硬质相的体积分数和元素分布不同。力学性能测试表明,Ti(C,N)/ TiC质量比为3:2时,NbC含量为6 wt%的试样,其综合力学性能较好。研究了各种微量硼化物对金属陶瓷组织成分和性能的影响,由于TiB2在烧结过程中很难与TiC发生固溶,原子排列不能实现最紧密晶面堆垛和结合;此外,由于MoB以及一些金属间化合物的生成,最终导致材料的抗弯强度和断裂韧性有所下降,但维氏硬度得到了提高。比较各种添加物的效果,当TiB2含量为0.064wt%时,其综合力学性能较好。对比TaC和NbC两种添加剂的影响,在无钨钴Ti(C,N)基金属陶瓷体系中,NbC的溶解速率要高于TaC,NbC更能细化硬质相;并且,在液相烧结的时候, NbC将会比TaC更容易和Ti(C,N)发生固溶作用,总得看来,添加NbC的效果要强于TaC。最后,考察3种刀片的铣削性能,可以看到刀片的失效形式以后刀面磨损为主,前刀面磨损主要是月牙洼磨损,月牙洼的扩展和热裂纹的影响,最终导致刀片崩刃。高速铣削两种不同硬度的42CrMo工件,加工较低硬度的材质时,研制的NbC含量为6wt%的刀片已经非常接近YNG151刀片铣削性能。加工硬度较高的材质时,研制的两种刀片寿命有所降低,都出现了不同程度的崩刃,断裂韧性有待进一步提高。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TG148
【图文】：

示意图,示意图,硬质相,陶瓷研究

属陶瓷研究现状属陶瓷的组织成分和制备方法陶瓷的组织常组织是由陶瓷硬质相和金属粘结相组成的基体内。典型的金属陶瓷的硬质相存在着一是没有完全溶解的Ti(C,N)颗粒，壳的成分可表示为：(Ti,W,Mo,Ta…)(C,N)。有些金属inner rim)和外壳层(outer rim)两个部分，其中含Mo，W等重元素，而outer rim是在液相烧量介于core和inner rim之间[9-11]。图1-1为典图[12]。

冶金反应,烧结过程

图1-2.烧结过程中冶金反应简图. 1-2. Schematic diagram of the metallurgical reactions during a sinter cyc，在金属陶瓷的制备方法方面，出现了一些新的制备方法，如力烧结，放电等离子烧结[20]，微波烧结[21]，等离子喷涂法和)基金属陶瓷的组分选择属陶瓷来说，要使其具有理想的性能，需要考虑的主要问题是相结合起来，获得理想的结构。而相界面的润湿性、化学反应相界面的结合都有着重要的影响。为此，在材料体系的选择中原则[23]：(1)金属对陶瓷相的润湿性要好。金属与陶瓷颗粒间金属陶瓷组织结构与性能优劣的主要条件之一，润湿力愈强的可能性愈大，金属陶瓷的性能愈好。(2)金属相与陶瓷相应。金属陶瓷制备时如果界面反应剧烈，形成化合物，就无法利

SEM图,质量比,显微组织,试样

24图3-1 Ti (C,N)/TiC质量比为3:1试样的显微组织SEM图A1: 3%NbC A2: 6%NbC A3: 9%NbCicrographs of microstructure of Ti(C,N) /TiC sample wi

【参考文献】