Al-,2-O-,3--W-Cr金屬陶瓷擠壓模具的制備與性能研究.pdf

1、本文針對白銅擠壓成形模的要求,從提高模具材料的使用壽命出發(fā),選用具有高硬度、耐磨損、耐高溫、抗腐蝕、原料分布廣泛的Al2O3為基體,采用熱壓燒結(jié)法制備了Al2O3-W-Cr復(fù)合陶瓷模具材料,研究了其力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、強(qiáng)韌化機(jī)理、抗熱震性能以及摩擦磨損行為,并利用有限元對Al2O3-W-Cr復(fù)合陶瓷材料擠壓模具的工作狀況進(jìn)行分析,探討陶瓷模具工作條件下的應(yīng)力場和溫度場的分布規(guī)律,得出如下結(jié)論：
　　 (1)研制的2種Al2O3-

2、W-Cr(W％=19vol％,Cr％=19 vol％),(W％=15vol％,Cr％=15 vol％)復(fù)合陶瓷模具材料其抗彎強(qiáng)度分別為800 Mpa和560 Mpa,斷裂韌性為9MPa·m1/2和13 Mpa·m1/2。W和Cr金屬粒子的加入極大改善了兩種材料的抗熱震性能,兩種材料表現(xiàn)為熱震斷裂和熱震損傷的混合模式,1號模具材料的臨界熱震溫差△T為480℃,2號模具材料的臨界熱震溫差△T為680℃。2號模具材料的抗熱震參數(shù)R、和RⅣ均高

3、于1號模具材料,分別為165℃,347×106μm與337℃,1256×106μm。
　　 (2)兩種材料具有相似的磨損行為,摩擦系數(shù)隨法向載荷的增大而降低、隨摩擦?xí)r間的延長而升高,變化趨勢均越來越緩慢；磨損過程是磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損共同作用的過程。2號材料具有比1號材料更優(yōu)良的抗磨性能。
　　 (3)采用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壓縮試驗(yàn),建立了Al2O3-W-Cr金屬陶瓷的應(yīng)力一應(yīng)變本構(gòu)方程為σ