TiCN复合陶瓷的制备及性能探究

发布时间：2022-07-13 19:29

　　TiCN基金属陶瓷刀具材料具有化学稳定好、与金属亲和力小、抗粘结和抗扩散能力强、加工表面质量好、红硬性高、摩擦系数小、耐腐蚀性高、耐磨性高,导热性好等优点。然而,Ti CN金属陶瓷中的镍、钼和钴等金属粘结相使其硬度、耐磨性、抗氧化性和抗蠕变性明显弱于陶瓷刀具。本课题主要以YAG、Al2O3、少量Ni作为添加物,利用热压烧结工艺制备Ti CN复合陶瓷,并研究复合陶瓷的物相、显微结构和机械性能。利用热压烧结工艺制备YAG-Ti CN复合陶瓷,对复合陶瓷进行物相分析,观察显微结构及测试其致密度和力学性能。研究表明,YAG作为添加物可显著提高Ti CN复合陶瓷的致密度及力学性能;烧结过程中YAG和Ti CN不发生反应;在YAG含量为10%时,复合陶瓷材料的致密度为99.3%,并且,复合陶瓷材料的抗弯强度、维氏硬度、断裂韧性达到最大值,分别为570.36 MPa、20.48 GPa、7.27 MPa·m1/2。以YAG或YAG/Al2O3为添加相,采用热压烧结工艺在不同温度（1 550℃、1 600℃）下制备YAG/Al2O3-Ti CN复合陶瓷。结果显示:YAG、Al2O3与Ti CN不发生反... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 高速切削刀具材料概述
        1.2.1 硬质合金
        1.2.2 金刚石
        1.2.3 立方氮化硼
        1.2.4 涂层刀具
        1.2.5 陶瓷
    1.3 TiCN基陶瓷刀具
        1.3.1 TiCN的结构与性能
        1.3.2 碳氮化钛基金属陶瓷刀具
        1.3.3 TiCN基金属陶瓷的研究
        1.3.4 TiCN基复合陶瓷的研究
    1.4 研究目的和内容
        1.4.1 研究目的和意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验过程与性能表征
    2.1 实验原材料
    2.2 实验过程与设备
        2.2.1 实验过程
        2.2.2 实验设备
    2.3 性能表征与分析方法
        2.3.1 致密度
        2.3.2 硬度和断裂韧性
        2.3.3 抗弯强度
        2.3.4 物相分析及微观结构分析
第三章 YAG-TiCN陶瓷的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 原料与配方
        3.2.2 YAG-TiCN的制备
        3.2.3 测试与分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 显微结构与力学性能分析
    3.4 本章小结
第四章 YAG/Al2O3-TiCN陶瓷的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 原料与配方
        4.2.2 试样的制备
        4.2.3 测试与分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 显微结构与力学性能分析
    4.4 本章小结
第五章 Ni/YAG-TiCN陶瓷的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 原料与配方
        5.2.2 试样的制备
        5.2.3 测试与分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 物相分析
        5.3.2 显微结构与力学性能分析
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]YAG对TiCN陶瓷刀具材料力学性能及烧结工艺的影响[J]. 任伟玮,何福坡,伍尚华.  硅酸盐学报. 2018(03)
[2]Effects of metal binder on the microstructure and mechanical properties of Al2O3-based micro-nanocomposite ceramic tool material[J]. Xiu-ying Ni,Jun Zhao,Jia-lin Sun,Feng Gong,Zuo-li Li.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(07)
[3]添加ZrC纳米粉对放电等离子体烧结TiCN基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响[J]. 吕长春,彭志坚,彭瑛,王成彪,齐龙浩,苗赫濯.  稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[4]Y2O3添加量对TiCN基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响[J]. 任小勇,彭志坚,彭瑛,王成彪,付志强,苗赫濯.  稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[5]碳化帆颗粒尺寸对纳米晶硬质合金组织和性能的影响[J]. 高杨,宋晓艳,刘雪梅,王海滨,魏崇斌.  稀有金属材料与工程. 2014(05)
[6]纳米钨粉形貌结构对碳化钨粉末性能的影响[J]. 雷纯鹏,吴爱华,唐建成,叶楠.  稀有金属. 2014(01)
[7]高速切削刀具材料的发展应用研究[J]. 祝溪明.  机械设计与制造. 2012(11)
[8]高速切削刀具材料的性能及应用[J]. 王中华,李辉,陈姣.  装备制造技术. 2012(10)
[9]常用高速切削刀具材料的性能分析与应用[J]. 姚辉,吴琼,金岩,赵俊华.  材料开发与应用. 2012(04)
[10]国内外矿用高耐磨、高韧性硬质合金新技术[J]. 付龙,柳学全,李一,丁存光,李立鑫,姜丽娟.  硬质合金. 2012(04)

硕士论文
[1]Si3N4基导电陶瓷的制备及其性能研究[D]. 古尚贤.广东工业大学 2016
[2]放电等离子烧结纳米复合TiCN基金属陶瓷的制备及性能研究[D]. 彭瑛.中国地质大学（北京） 2013
[3]碳含量对Ti（C，N）基金属陶瓷组织和性能的影响研究[D]. 刘学松.合肥工业大学 2006



本文编号：3660633