添加剂成分对（Ti,V,M）C基金属陶瓷组织演变及力学性能的影响研究
发布时间：2021-11-21 20:58
粉末冶金工艺制备的碳化物金属陶瓷在耐磨领域发挥着重要作用。钛系金属陶瓷刀具的表面光洁度好、高温性能稳定,但其强韧性和钨基硬质合金仍有差距。TiC和金属粘结相的润湿性差是导致其脆性大的主要原因。添加过渡族金属碳化物能够改善碳化物和粘结相的润湿性,提高钛系金属陶瓷的综合性能。碳化物添加剂根据晶体结构分为两类,和TiC晶体结构不同的碳化物溶解度大,有利于促进液相烧结。和TiC晶体结构相同的碳化物易于形成固溶体,但金属原子半径差异大影响碳化物的溶解。碳化物复合添加能够更有效地通过协同作用改善钛系金属陶瓷的综合性能。VC和TiC晶体结构相同且V、Ti原子半径相近,满足Hume-Rothery规律可形成理想固溶体。V原子替代Ti原子不影响晶体结构的稳定性且在晶体内部随机排列。基于以上思路,本文结合维氏硬度、抗弯强度测试和SEM&EDS电镜观察和XRD物相检测系统研究了添加剂成分对（Ti,V,M）C基金属陶瓷组织演变及力学性能的影响。首先,在复合添加的碳化物中研究VC添加剂对（Ti,V,M）C基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。基于前期基础研究,包覆相厚度的控制有利于提高综合性能。烧结工艺相...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织
西华大学硕士学位论文11图2.1(Ti,V,M)C基金属陶瓷的制备工艺流程图Figure2.1(Ti,V,M)C-basedcermetpreparationprocessflowchart2.2.1混合配料和湿法球磨(Ti,V,M)C基金属陶瓷的综合力学性能首先受成分的影响，所以保证配料的精度在实验阶段是非常重要的。在本实验中，称量前先计算每组所需量，之后按配比进行称量，称量时使数值尽可能的接近理论值。选用高精度的分析电子天平作为称量仪器，可以减少称量的误差，以此来保证实验的结果更加准确。按照实验设计方案称取相应的原料粉末混合后进行球磨。本实验采用的湿法球磨可以使原料粉末混合均匀并且使得原料粉末的粒度更细校本次实验中选用行星式球磨机，球磨介质为酒精，球料比为10：1。选择直径为85mm的尼龙罐作为球磨罐，选择两种不同直径的硬质合金球（大球直径：10mm，小球直径：6mm），这是因为硬质合
添加剂成分对(Ti,V,M)C基金属陶瓷组织演变及力学性能的影响研究14图2.2(Ti,V,M)C基金属陶瓷脱胶工艺的温度曲线Figure2.2Temperaturecurveof(Ti,V,M)C-basedcermetdegummingprocess2.2.6真空烧结烧结作为(Ti,V,M)C基金属陶瓷的关键性工艺，它在很大程度上会决定综合性能的好坏。本实验将脱胶处理后的压坯放入真空热压烧结炉进行烧结，金属的熔点要低于加热的温度，使陶瓷颗粒逐渐被融化的金属浸润的同时，金属陶瓷内部发生碳化物的溶解、扩散、金属的合金化等过程。烧结是粉末冶金制备金属陶瓷的烧结阶段是最后环节，对陶瓷材料的结构和性能影响很大，其中升温速率的设计和保温时长是温度控制的。从图2.3中可以看出，真空烧结过程一共分为5个阶段，320℃的初始阶段、600℃的均匀化阶段、1100℃预烧结阶段、1420℃烧结阶段以及最后的随炉冷却阶段。该曲线是本课题组前期研究的烧结工艺曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双芯环结构Ti（C,N）基金属陶瓷材料的制备与性能研究[J]. 严辉,邓莹,姜山,陈巧旺,陈慧. 粉末冶金技术. 2019(05)
[2]TaC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷及其表面TiAlN涂层组织与性能的影响[J]. 时然,熊计,杨天恩. 硬质合金. 2019(05)
[3]纳米NbC对低碳钢等离子喷焊铁基合金层组织和耐磨性的影响[J]. 周鹏飞,刘汀,李明喜. 热处理. 2019(03)
[4]w（Co）/w（Ni）对Ti（C,N）基金属陶瓷高温氧化和耐腐蚀性能的影响[J]. 刘毅,张鹛媚,康希越,吝楠,颜焰,邱嵩,黄建华,贺跃辉. 粉末冶金材料科学与工程. 2019(01)
[5]NbC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷PVD-TiAlCrSiN涂层组织与摩擦性能的影响[J]. 孙磊,熊计,杨天恩,郭智兴,刘俊波. 硬质合金. 2019(01)
[6]WC/Mo2C比例对金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张晓明,傅又红,彭凌洲,温光华,杨志峰. 硬质合金. 2018(05)
[7]实现Ti（C,N）基金属陶瓷强韧化的技术路径[J]. 肖水清,刘杰,肖白军,邓欣,伍尚华. 材料导报. 2018(07)
[8]Mo含量对（Ti,W,Ta）C-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响[J]. 蔺绍江,陈肖,熊惟皓. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(06)
[9]WC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷显微组织的影响[J]. 吴悦梅,易磊隽,王新玲,熊计. 钢铁钒钛. 2016(06)
[10]钴镍对TiVCN基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响[J]. 陈敏,肖玄,谭斌,廖勇男. 陶瓷学报. 2016(01)
博士论文
[1]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]TiCN基钢结硬质合金制备及热处理的研究[D]. 兰登飞.湖南工业大学 2016
[2]NiMo粘结的Ti（C,N）基金属陶瓷组织和力学性能及气压后处理[D]. 李保龙.华中科技大学 2016
本文编号：3510231
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织
西华大学硕士学位论文11图2.1(Ti,V,M)C基金属陶瓷的制备工艺流程图Figure2.1(Ti,V,M)C-basedcermetpreparationprocessflowchart2.2.1混合配料和湿法球磨(Ti,V,M)C基金属陶瓷的综合力学性能首先受成分的影响，所以保证配料的精度在实验阶段是非常重要的。在本实验中，称量前先计算每组所需量，之后按配比进行称量，称量时使数值尽可能的接近理论值。选用高精度的分析电子天平作为称量仪器，可以减少称量的误差，以此来保证实验的结果更加准确。按照实验设计方案称取相应的原料粉末混合后进行球磨。本实验采用的湿法球磨可以使原料粉末混合均匀并且使得原料粉末的粒度更细校本次实验中选用行星式球磨机，球磨介质为酒精，球料比为10：1。选择直径为85mm的尼龙罐作为球磨罐，选择两种不同直径的硬质合金球（大球直径：10mm，小球直径：6mm），这是因为硬质合
添加剂成分对(Ti,V,M)C基金属陶瓷组织演变及力学性能的影响研究14图2.2(Ti,V,M)C基金属陶瓷脱胶工艺的温度曲线Figure2.2Temperaturecurveof(Ti,V,M)C-basedcermetdegummingprocess2.2.6真空烧结烧结作为(Ti,V,M)C基金属陶瓷的关键性工艺，它在很大程度上会决定综合性能的好坏。本实验将脱胶处理后的压坯放入真空热压烧结炉进行烧结，金属的熔点要低于加热的温度，使陶瓷颗粒逐渐被融化的金属浸润的同时，金属陶瓷内部发生碳化物的溶解、扩散、金属的合金化等过程。烧结是粉末冶金制备金属陶瓷的烧结阶段是最后环节，对陶瓷材料的结构和性能影响很大，其中升温速率的设计和保温时长是温度控制的。从图2.3中可以看出，真空烧结过程一共分为5个阶段，320℃的初始阶段、600℃的均匀化阶段、1100℃预烧结阶段、1420℃烧结阶段以及最后的随炉冷却阶段。该曲线是本课题组前期研究的烧结工艺曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双芯环结构Ti（C,N）基金属陶瓷材料的制备与性能研究[J]. 严辉,邓莹,姜山,陈巧旺,陈慧. 粉末冶金技术. 2019(05)
[2]TaC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷及其表面TiAlN涂层组织与性能的影响[J]. 时然,熊计,杨天恩. 硬质合金. 2019(05)
[3]纳米NbC对低碳钢等离子喷焊铁基合金层组织和耐磨性的影响[J]. 周鹏飞,刘汀,李明喜. 热处理. 2019(03)
[4]w（Co）/w（Ni）对Ti（C,N）基金属陶瓷高温氧化和耐腐蚀性能的影响[J]. 刘毅,张鹛媚,康希越,吝楠,颜焰,邱嵩,黄建华,贺跃辉. 粉末冶金材料科学与工程. 2019(01)
[5]NbC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷PVD-TiAlCrSiN涂层组织与摩擦性能的影响[J]. 孙磊,熊计,杨天恩,郭智兴,刘俊波. 硬质合金. 2019(01)
[6]WC/Mo2C比例对金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张晓明,傅又红,彭凌洲,温光华,杨志峰. 硬质合金. 2018(05)
[7]实现Ti（C,N）基金属陶瓷强韧化的技术路径[J]. 肖水清,刘杰,肖白军,邓欣,伍尚华. 材料导报. 2018(07)
[8]Mo含量对（Ti,W,Ta）C-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响[J]. 蔺绍江,陈肖,熊惟皓. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(06)
[9]WC含量对Ti（C,N）基金属陶瓷显微组织的影响[J]. 吴悦梅,易磊隽,王新玲,熊计. 钢铁钒钛. 2016(06)
[10]钴镍对TiVCN基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响[J]. 陈敏,肖玄,谭斌,廖勇男. 陶瓷学报. 2016(01)
博士论文
[1]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]TiCN基钢结硬质合金制备及热处理的研究[D]. 兰登飞.湖南工业大学 2016
[2]NiMo粘结的Ti（C,N）基金属陶瓷组织和力学性能及气压后处理[D]. 李保龙.华中科技大学 2016
本文编号：3510231
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