梯度自潤滑陶瓷刀具材料的研制及其減摩耐磨機理研究.pdf

1、本文針對現(xiàn)有的均質自潤滑陶瓷刀具材料不能合理兼顧減摩性能和耐磨性能的難題,運用功能梯度材料的設計思想研制出一種新型刀具材料——梯度自潤滑陶瓷刀具材料。這種新型刀具材料的基本特征是固體潤滑劑含量由其表面向內(nèi)部呈梯度減少,材料表面存在殘余壓應力。
　　梯度自潤滑陶瓷刀具材料一般包含復相基體和固體潤滑組元,而目前適用于兩種以上組元的梯度組成分布函數(shù)尚未有報道。本文提出了多元功能梯度材料的組成分布模型及組成分布函數(shù),并將其運用到梯度自潤滑

2、陶瓷刀具材料的組分設計中。
　　采用濕法分散混料、粉末疊層填充、軸向真空熱壓燒結工藝制備了Al2O3/(W,Ti)C/CaF2和Al2O3/TiC/CaF2梯度自潤滑陶瓷刀具材料,提出了一種簡便而實用的粉料鋪層方法。制成材料中的CaF2未與陶瓷基體發(fā)生化學反應,表層形成了一定的殘余壓應力。
　　與對應的均質材料相比,梯度自潤滑陶瓷刀具材料的力學性能有較大提高。Al2O3/(W,Ti)C/CaF2梯度自潤滑陶瓷刀具材料的抗彎強

3、度、硬度和斷裂韌性分別比對應的均質材料提高了24.6％、19.2％和5.5％;Al2O3/TiC/CaF2梯度自潤滑陶瓷刀具材料的抗彎強度、硬度和斷裂韌性分別比對應的均質材料提高了21％、16％和5.9％。
　　具有層狀結構的梯度自潤滑陶瓷刀具材料相鄰梯度層的組分在兩者交界處相互結合、微觀上的界面已模糊不清。分析了梯度自潤滑陶瓷刀具材料抗彎斷口的顯微結構,其斷裂機理是穿晶和沿晶斷裂的混合模式。層狀梯度自潤滑陶瓷刀具材料的增韌機制為