纳米TiN改性TiC基金属陶瓷材料性能及刀具切削性能的研究

发布时间：2020-06-02 10:35

【摘要】： TiC基金属陶瓷具有优良的物理、力学性能和耐磨性能，因而被广泛用作机械加工中的工具材料。本文对其开展了比较深入的实验研究和理论探讨，并设计和制备了高性能金属陶瓷刀具，以期用于金属的高速切削加工中，，并完善金属陶瓷刀具的磨损机理理论。 首先，研究了Mo、Co添加量对材料组织和性能的影响。研究发现Mo添加量的不同使得材料显微组织中SS相的厚度和完整均匀性以及粘结相的成份、数量和分布发生变化，从而影响了材料的力学性能。而Co的添加对材料性能的影响较小。 其次，制备了48TiC-10TiN(nm)-15WC-16Mo-5Co-5Ni-1C金属陶瓷刀具，然后将其用于正火态45~#钢和灰铸铁的切削试验中，并与YG8、YT15、20Ni金属陶瓷等刀具进行了切削性能的对比。结果表明，5Co+5Ni金属陶瓷刀具的切削性能在绝大多数切削条件下都优于其它三种刀具，其失效方式以“磨损”为主，只有当切削用量很大时刀具才以“崩刃”的形式失效。 最后用EDS分析了刀具磨损表面及切屑的成份，并观察了刀具的磨损形貌。揭示了5Co+5Ni金属陶瓷刀具切削正火态45~#钢和灰铸铁时的磨损机理，发现高温氧化及扩散明显，而导致刀具性能的降低，从而加速了刀具的失效。
【图文】：

4一scm3水的zB22o一T型超声波分散器的容腔中，对其进行超声分散lh，备用。用带支撑膜的铜网捞取各分散体系中的TIN粉末，在HSOO透射电镜上放大5万倍的分散效果如图2一1所示。图2一1纳米TIN粉TEM观察的一次颗粒形态制备工艺及过程制备金属陶瓷的工艺与传统的硬质合金的制备工艺十分相似(如图2一2所示)。将初始原料TIC、WC、Co、Ni、Mo、C粉末按实验配方称量后，和经过分散的纳米TIN粉浆料一同倒入尼龙球磨罐中，然后放入直径为中10mm的WC一C。硬质合金球(YGS)，再加入适量无水乙醇，采用南京大学仪器厂生产的QM一IF行星式球磨机，以175r/min的转速混料24h。然后放在温度为353K的电热干燥箱中干燥料浆，干燥后加入6wt%的浓度为7wt%的聚乙烯醇水溶液

图3一2SCo十SNi金属陶瓷的组织(a)12wt%Mo(b)swt%Mo(c)4wt%Mo图3一3SCo+SNi金属陶瓷试样抗弯断口的形貌(a)swt%Mo(b)4wt%Mo16
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TG148

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本文编号：2693028