热损伤聚晶立方氮化硼微观结构及其摩擦学行为

发布时间：2024-03-25 19:47

　　立方氮化硼聚晶,是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术超硬材料。作为切削硬质材料主要刀具材料,在其加工应用中,高速、超高速、重载等条件使得在切削中产生大量的切削热,较高的切削热产生不仅会使切削工具发生结构变化及热损伤,导致切削工具在加工过程中出现无法预料的磨损,而且也会影响被加工工件表面完整性和尺寸精度。本文旨在通过热处理工艺模拟聚晶立方氮化硼在加工应用中产生的切削热,揭示高温热处理对聚晶立方氮化硼复合片材料的微观结构和摩擦学行为的影响,分析讨论材料微观结构、物理性能、对磨副摩擦系数、磨损率与热处理温度之间的关系,最终得到以下实验结果:(1)对聚晶立方氮化硼进行600℃-800℃热处理后,由于粘结剂相和cBN之间的热膨胀系数不同,退火处理使粘结剂与cBN之间的界面处引起热应力,导致粘结剂从cBN颗粒周围析出。同时,析出的粘结剂相轻微改变了PcBN复合片表面的微观结构,并在一定程度上改变了其表面粗糙度。由于粘结剂相比于cBN颗粒硬度较低,所以粘结剂的析出也降低了聚晶立方氮化硼的硬度。(2)进行900℃退火处理后,化学热损伤机理出现。在900℃以上的高温环境下,粘结剂相TiB

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1（a）石墨→金刚石在高温高压下的结构转变；（b）氮化硼的六方结构→立方结构

化硼材料的研究现状方氮化硼材料的研究与发展硼材料性能优异，结构多样，是一种非常重要的高新技术无种不同晶体结构的异构体：六方氮化硼（h-BN），纤锌矿氮化硼（r-BN），立方氮化硼（c-BN），和斜方氮化硼（o-BN）（Ku方氮化硼（CubicBoronNitride）被认为是....

图1-2代表性BN纳米材料的结构模型：（a）0DB24N24富勒烯；（b）1DBN单壁纳米管；（c）2D单层BN纳米片

化学计量的薄膜，研究了离子诱导的结构变化及其相关性质（WeissmantelS,1999）。利用氢元素化学气相沉积高质量的单晶或者多晶金刚石薄膜非常成功，起初研究人员尝试过使用基于氢的等离子体沉积立方氮化硼薄膜，然而发现氢对c-BN的形成是有害的。Berns和Cappe....

图1-5（a）在不同温度下烧结的cBN-Ti-Al复合材料的弯曲强度和相对密度，（b）硬度和

图1-5（a）在不同温度下烧结的cBN-Ti-Al复合材料的弯曲强度和相对密度，（b）硬度和断裂韧性（YuanY,2016）Fig.1-5(a)FlexuralstrengthandrelativedensityofcBN-Ti-Alcomposi....

图1-6不同切削条件的预测切削温度（RenXJ,2004）

以及污染、成本等问题并不被提倡。因此，对切削温度的研究工机理至关重要。目前，研究人员已经使用了多种实验技术来中的切削温度，包括刀具-工件热电偶技术，辐射，金相技术和。聚晶立方氮化硼材料的开发开辟了通过车削或铣削代替磨削可能性，从而提高了生产率并降低了成本。Aspinwall等人....

本文编号：3938789