层状WC/TiC陶瓷刀具材料制备及影响因素研究

发布时间：2022-08-02 10:18

　　为了验证雾化-喷覆液膜-干燥法新工艺的可行性,采用该方法制备了WC/TiC层状复合陶瓷刀具材料素坯;随后使用真空热压烧结方法制备出WC/TiC层状复合陶瓷刀具,并对其烧结工艺中的烧结温度,保温时间以及添加的金属相Ni含量对刀具材料的力学性能、微观结构及摩擦磨损性能的影响进行了研究。依据层状复合陶瓷刀具的设计方案,确定了将WC、TiC作为每层的基体相,Ni作为金属相,并对其物理相容性和化学相容性及润湿性进行分析研究;采用雾化-喷覆液膜-干燥法制备了WC/TiC层状复合陶瓷刀具材料素坯;根据实验平台具备的实验条件,选用真空热压烧结作为烧结手段;通过对比分析确定了相对密度、维氏硬度、断裂韧度、抗弯强度等力学性能及摩擦磨损性能的测试方法。为了研究烧结温度对陶瓷刀具材料性能的影响,制备出了烧结温度为1600℃、1650℃、1700℃及1750℃时的层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料,测试了各陶瓷刀具材料的相对密度、维氏硬度、抗弯强度、断裂韧度及微观形貌和摩擦磨损性能。研究表明:烧结温度为1650℃时,层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料的综合性能达到最好。为了研究保温时间对陶瓷刀具材料性能的影响,制备... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 陶瓷刀具材料的研究现状
    1.2 层状陶瓷刀具材料的研究现状
    1.3 本课题研究的可行性分析
    1.4 本课题研究的目的、意义及主要内容
        1.4.1 本课题研究的目的和意义
        1.4.2 本课题研究的主要内容
第二章 层状WC/TiC陶瓷刀具材料制备及性能测试
    2.1 层状复合陶瓷刀具材料的设计
        2.1.1 层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料的设计原则
        2.1.2 基体层的选择
        2.1.3 金属相的选择
        2.1.4 物理相容性验证
        2.1.5 化学相容性验证
        2.1.6 金属相润湿性验证
    2.2 陶瓷刀具材料制备过程
    2.3 相关性能参数的测试方法
        2.3.1 相对密度的测试方法
        2.3.2 维氏硬度的测试方法
        2.3.3 断裂韧度的测试方法
        2.3.4 抗弯强度的测试方法
        2.3.5 微观形貌分析及摩擦磨损性能的测试方法
    2.4 本章小结
第三章 烧结温度对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响
    3.1 实验设计
    3.2 烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响
        3.2.1 烧结温度对其相对密度的影响
        3.2.2 烧结温度对其维氏硬度的影响
        3.2.3 烧结温度对其断裂韧度的影响
        3.2.4 烧结温度对其抗弯强度的影响
    3.3 烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响
    3.4 烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 保温时间对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响
    4.1 实验设计
    4.2 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响
        4.2.1 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料相对密度的影响
        4.2.2 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料维氏硬度的影响
        4.2.3 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料断裂韧度的影响
        4.2.4 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料抗弯强度的影响
    4.3 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响
    4.4 保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 Ni含量对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响
    5.1 实验设计
    5.2 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响
        5.2.1 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料相对密度的影响
        5.2.2 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料维氏硬度的影响
        5.2.3 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料断裂韧度的影响
        5.2.4 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料抗弯强度的影响
    5.3 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响
    5.4 金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和奖励


【参考文献】：
期刊论文
[1]层状Al2O3/WC陶瓷刀具材料素坯的制备机理[J]. 王金龙,吕明,宋金鹏,张诚.  机械设计与制造. 2016(08)
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[3]高速加工技术及其应用进展[J]. 李丙才,张宏良.  新技术新工艺. 2015(01)
[4]陶瓷材料增韧补强方法的研究[J]. 贾孝伟,冯益华,石鹏辉,李福盟,黄海霞.  齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]刀具材料的研究现状及展望[J]. 代英鹏,徐淑琼.  科技信息. 2014(09)
[6]仿生叠层陶瓷刀具的研究现状与发展[J]. 陈闻,周后明,邓建新,周文.  机械工程材料. 2013(09)
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[8]陶瓷材料增韧机理的研究进展[J]. 王瑞凤,孙志平,邹丽艳,张国俊.  陶瓷学报. 2011(04)
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博士论文
[1]Al2O3-TiC-TiN陶瓷刀具的研制及其切削性能研究[D]. 费玉环.山东大学 2012

硕士论文
[1]层状Al2O3/WC陶瓷刀具材料素坯制备机理及烧结工艺的研究[D]. 王金龙.太原理工大学 2016
[2]梯度纳米复合陶瓷刀具材料的制备及性能研究[D]. 张凯.山东大学 2009
[3]Al2O3-ZrO2/Si3N4层状复合陶瓷的制备与机械性能研究[D]. 刘琳.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3668338