層狀A(yù)l2O3-WC陶瓷刀具材料素坯制備機(jī)理及燒結(jié)工藝的研究.pdf

1、本文針對(duì)目前層狀復(fù)合陶瓷刀具材料素坯制備方法存在制備效率低、層厚難以控制等問題，提出霧化-噴覆液膜-干燥法制備層狀復(fù)合陶瓷刀具材料素坯新工藝，運(yùn)用霧化-噴覆液膜-干燥法制備了層狀A(yù)l2O3/WC復(fù)合陶瓷刀具材料素坯，并研究了其制備機(jī)理；采用熱壓燒結(jié)工藝，研制成功了新型層狀A(yù)l2O3/WC復(fù)合陶瓷刀具材料，并對(duì)其相關(guān)性能以及微觀形貌進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　依據(jù)陶瓷刀具材料的設(shè)計(jì)原則，確定了陶瓷相為Al2O3和WC，金屬相為Ni，并分析

2、了其潤(rùn)濕性和化學(xué)物理相容性。運(yùn)用霧化-噴覆液膜-干燥法制備了層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料素坯，研究了Al2O3、WC納米粉末與無(wú)水乙醇的配比對(duì)霧化效果和干燥時(shí)間的影響、干燥溫度對(duì)干燥時(shí)間的影響，并分析了不同干燥溫度下素坯材料層表面形貌。結(jié)果表明：當(dāng)Al2O3、WC粉末與無(wú)水乙醇的配比為1:25及干燥溫度為90℃時(shí)，可高效制備出高質(zhì)量的陶瓷材料素坯。
　　為了提高燒結(jié)后陶瓷材料的致密度，本研究采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)對(duì)材料素坯進(jìn)行了

3、燒結(jié)。依據(jù)燒結(jié)致密化機(jī)理確定了燒結(jié)壓力，結(jié)合材料的特性，確定了燒結(jié)溫度的范圍和保溫時(shí)間。在陶瓷刀具材料力學(xué)測(cè)試方面，依據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試；與此同時(shí)，對(duì)材料的微觀組織進(jìn)行了分析。主要研究了素坯在燒結(jié)壓力為30MPa、保溫時(shí)間為20min下，燒結(jié)溫度分別為1600℃、1650℃、1700℃、1750℃時(shí)，新型層狀A(yù)l2O3/WC復(fù)合陶瓷刀具材料的相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度、維氏硬度、斷裂韌度、摩擦磨損性能及微觀組織。研究表明：隨著

4、燒結(jié)溫度的升高，層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料的致密化效果越來越好，1750℃燒結(jié)溫度下相對(duì)密度最大，可以達(dá)到97.22％，但是燒結(jié)溫度對(duì)其影響效果并不是特別明顯；隨著燒結(jié)溫度的升高，抗彎強(qiáng)度先增大后減小，1650℃時(shí)抗彎強(qiáng)度最好，可以達(dá)到469.46MPa；隨著燒結(jié)溫度的升高，維氏硬度隨之增大，在1750℃下維氏硬度最好，可以達(dá)到17.02GPa；隨著燒結(jié)溫度的升高，斷裂韌度隨之增大,在1750℃下斷裂韌度最好，可以達(dá)到4.13MP