La2O3-SiCw-Ti(C,N)-Co少粘結相金屬陶瓷刀具的制備及其切削性能.pdf

1、本文利用放電等離子燒結技術制備了少粘結相 Ti(C,N)基金屬陶瓷材料，相比高含量粘結相的Ti(C,N)基金屬陶材料，少粘結相擁有更好的耐磨性和熱穩(wěn)定性。因此實驗通過金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及超景深顯微鏡等分析手段和力學性能測試設備，觀察了少粘結相 Ti(C,N)基金屬陶瓷材料的微觀組織，并測量其密度、強度、硬度等性能。分析了燒結工藝參數(shù)和添加相組分對少粘結相金屬陶瓷組織和性能的影響。優(yōu)化了少粘結相金屬陶瓷的燒結工藝參數(shù)，

2、并分析了添加相的增韌補強機理；通過制備的少粘結相金屬陶瓷刀具車削45鋼，研究了刀具后角、切削速度及增強相對金屬陶瓷刀具切削力與工件表面質(zhì)量的影響；通過連續(xù)切削45鋼并達到磨鈍標準后觀察其前、后刀面磨損形貌，分析了少粘結相金屬陶瓷刀具的磨損機理。研究結果如下：
　　1)研究了Co、SiCw和La2O3含量和燒結溫度對 Ti(C,N)基少粘結相金屬陶瓷力學性能的影響。研究表明：隨著溫度的增加，力學性能呈先上升后下降趨勢。TiCN-5C

3、o材料在1600℃燒結時具有較高的力學性能，相對密度為99.21％，彎曲強度和維氏硬度分別為815MPa和HV101505；TiCN-5Co-1SiCw在1800℃，相對密度為98.01%，彎曲強度和維氏硬度分別為815MPa和HV101505；添加1%的La2O3顯著提高 TiCN-5Co-1SiCw材料的力學性能，在1800℃燒結時，相對密度達到99.18%，彎曲強度和維氏硬度分別為1463MPa和HV101670。SiC晶須通過裂

4、紋橋聯(lián)和拔出效應對材料起到了增韌補強的作用。添加 La2O3稀土氧化物能有效的促進晶粒細化，強化晶界的結合能力，從而提高少粘結相金屬陶瓷中組織的均勻性和表面硬度，改善了金屬陶瓷材料的強度和硬度。
　　2)研究了刀具后角和添加相對刀具切削力和工件表面粗糙度的影響。在3°~11°范圍內(nèi)，隨著刀具后角增大，其切削力和表面粗糙度呈先增大后減小的變化規(guī)律。當?shù)毒吆蠼菫?°時，所受的切削力最小。當后角在11°時表面粗糙度達到最小值。當 SiC

5、晶須添加到少粘結相金屬陶瓷中，切削力和表面粗糙度有所變大，而添加 La2O3后，材料的切削力和表面粗糙度則大大下降。
　　3)研究了三種不同增強相的少粘結相金屬陶瓷刀具的磨損形貌，三種刀具的磨損曲線呈現(xiàn)典型的磨損曲線特征。其中 Ti(C,N)-5Co達到磨鈍標準時切削距離為1000m；加入SiC晶須的Ti(C,N)-5Co刀具達到磨鈍標準時切削距離為1300m，SiC晶須的加入提升了刀具的強度，耐磨性有所提高；而添加了La2O3后