WC-Al203-Cr-Mo-Ni金屬陶瓷的制備及其組織、力學(xué)性能的研究.pdf

1、擠壓模具是白銅合金擠壓設(shè)備的關(guān)鍵部件，白銅管熱擠壓模工作時承受溫度高，壓力大，金屬陶瓷的耐磨性、紅硬性及韌性不夠，且易產(chǎn)生裂紋，塌陷變形等不足，本文針對成形模具對陶瓷材料的要求，從提高陶瓷模具材料的綜合力學(xué)性能出發(fā)，采用多元微米復(fù)合成功制備出具有較高綜合力學(xué)性能的WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金屬陶瓷模具材料。論文系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的高能球磨工藝、材料組分、熱壓燒結(jié)工藝、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)及抗熱震性能的關(guān)系，并對WC/Al2O3-C

2、r-Mo-Ni金屬陶瓷模具材料的增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 論文研究了高能行星球磨制備金屬陶瓷單質(zhì)粉末及復(fù)合粉末的工藝方法，制備出尺寸細(xì)小分布均勻的復(fù)合粉末，研究了WC、Al2O3和金屬Ni的含量對WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響，并對其熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，最終成功研制了具有良好綜合力學(xué)性能的WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料。研究表明：所研制的WC/Al2O3-Cr

3、-Mo-Ni陶瓷模具材料的抗彎強(qiáng)度及斷裂韌性隨Ni含量的增加而提高，隨Al2O3含量的增加而降低，硬度的變化趨勢則相反，當(dāng)Ni含量為7％、Al2O3含量為10％時，在熱壓燒結(jié)工藝為1500℃，壓力25MPa，保溫30min的條件下，該金屬陶瓷具有良好的綜合力學(xué)性能，抗彎強(qiáng)度為567MPa，斷裂韌性為7.46MPa·m1/2，維氏硬度為15.24GPa，基本達(dá)到現(xiàn)用模具材料的水平。同樣的成分在采用熱等靜壓工藝1400℃燒結(jié)出的樣品性能更優(yōu)

4、異，其抗彎強(qiáng)度達(dá)到623MPa，斷裂韌性為7.75MPa·m1/2，維氏硬度為15.98GPa。論文探討了WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料的斷裂方式，研究發(fā)現(xiàn)隨著粘接相Ni含量的增加，陶瓷材料的斷裂方式由沿晶斷裂向沿晶斷裂與穿晶斷裂相混合的方式轉(zhuǎn)變，金屬Ni的添加對陶瓷材料具有很好的增韌作用。研究和分析了WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料的增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理，其主要強(qiáng)韌化機(jī)制有晶內(nèi)型結(jié)構(gòu)強(qiáng)韌化、細(xì)晶強(qiáng)韌化、裂紋偏轉(zhuǎn)、