微波燒結(jié)Ti(C,N)基金屬陶瓷的工藝及性能研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷因其具有高的硬度、耐磨性以及良好的紅硬性、熱導率以及化學穩(wěn)定性和抗粘結(jié)能力等，近年來越來越受國內(nèi)外學者的青睞，是一種極具潛力的刀具材料。本論文采用新型快速燒結(jié)方法-微波燒結(jié)技術(shù)制備了 Ti(C,N)基金屬陶瓷以及添加了晶粒長大抑制劑 VC的Ti(C,N)基金屬陶瓷試樣，利用普通車床（型號為CA6140）對燒結(jié)后試樣刀具進行切削試驗；同時采用常規(guī)燒結(jié)方法進行對比研究。本論文重點探討了燒結(jié)溫度、保溫時間以及不同晶粒長

2、大抑制劑 VC的添加量對微波燒結(jié)后的試樣組織及力學性能的影響；并利用掃描電子顯微鏡(SEM，帶 EDS)觀察并分析了 Ti(C,N)基金屬陶瓷原料粉末的形貌及其斷口形貌和孔隙分布，采用40倍工具顯微鏡觀察試樣刀具的磨損狀態(tài)。得出如下研究結(jié)果：
　　1、采用微波燒結(jié)技術(shù)性能較好的Ti(C,N)基金屬陶瓷材料。隨著燒結(jié)溫度的升高，燒結(jié)體試樣的抗彎強度及硬度均先增大后減小，在1450℃時出現(xiàn)最大值；隨著保溫時間的增加，燒結(jié)體試樣的抗彎強

3、度及硬度也呈現(xiàn)先增大后減小，在保溫30min時出現(xiàn)最大值；因此，微波燒結(jié)Ti(C,N)基金屬陶瓷合適的燒結(jié)工藝為在1450℃保溫30min。
　　2、與采用真空脫-蠟燒結(jié)一體爐的常規(guī)燒結(jié)方法相比，微波燒結(jié)使得其致密性、抗彎強度和硬度值均有提高，其抗彎強度及硬度值分別為1240MPa和92.6HRA，與常規(guī)燒結(jié)相比分別提高了1.8％和1.4%。因此采用快速新型的微波燒結(jié)技術(shù)可以能獲得性能更好的Ti(C,N)基金屬陶瓷。
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4、、在微波與抑制劑VC的雙重作用下，可以制備出晶粒更加細小、組織更加均勻、性能更加優(yōu)異的超細 Ti(C,N)基金屬陶瓷。當晶粒生長抑制劑VC的添加量為0.75wt%時，得到的燒結(jié)試樣的抗彎強度和硬度最大，分別為1243MPa和92HRA，且試樣的晶粒最細小，分布最均勻。常規(guī)燒結(jié)的結(jié)果表明添加量為0.75wt%時，Ti(C,N)基金屬陶瓷燒結(jié)后試樣條的抗彎強度及硬度都是最好的。但與微波燒結(jié)相比，整體的力學性能沒有微波燒結(jié)的效果好。
　

5、　4、在相同的切削用量條件下，采用微波燒結(jié)方法獲得的Ti(C,N)基金屬陶瓷試樣刀具的整體力學性能要優(yōu)于常規(guī)燒結(jié)得到的試樣刀具。按金屬陶瓷2的成分（添加了0.75wt%的晶粒長大抑制劑VC）設(shè)計的Ti(C,N)基金屬陶瓷試樣刀具表現(xiàn)的切削性能較按金屬陶瓷1成分設(shè)計的試樣刀具表現(xiàn)出的切削性能要好。
　　5、對燒結(jié)后的試樣刀具進行顯微觀測，發(fā)現(xiàn)在試樣刀具的磨損區(qū)域與加工工件之間發(fā)生了成分的擴散。從能譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試樣刀具磨損區(qū)出現(xiàn)的