ZrO2基納米復(fù)合陶瓷刀具切削特性研究.pdf

1、高速切削加工的迅速發(fā)展,要想實(shí)現(xiàn)對(duì)工件更高效率更高質(zhì)量的切削加工,不僅對(duì)機(jī)床等有了更高的要求,還需要有更高性能的刀具材料。陶瓷刀具以其優(yōu)良的切削性能和高性價(jià)比,特別適合高速精加工和加工難切削的金屬材料,優(yōu)勢明顯,已成為切削加工特別是高速切削最重要的刀具材料之一。它可以簡化加工工藝,提高勞動(dòng)效率,耐用度相對(duì)硬質(zhì)合金來說要高幾倍、甚至幾十倍,有良好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)預(yù)測,未來一段時(shí)間內(nèi),陶瓷刀具在機(jī)械加工刀具中的比例將增至15％～20％。

2、>　　陶瓷刀具普遍脆性較大,韌性差,限制了它的推廣利用。所以如何提高陶瓷刀具的韌性降低它的脆性已成為當(dāng)代陶瓷刀具研究的主要內(nèi)容。目前陶瓷刀具材料成分越來越多樣化,逐漸由單相高純向多相復(fù)合陶瓷發(fā)展,材料的晶粒越來越細(xì)小,由微米級(jí)向納米級(jí)發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)利用的越來越多。其基本目的都是要解決陶瓷刀具增韌補(bǔ)強(qiáng)、崩刃的難題。只有有效地解決陶瓷刀具脆性大的問題,將研究成果及時(shí)迅速的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去,才能更好地發(fā)揮出陶瓷刀具的優(yōu)勢。為了有效克服

3、這一難題,研究人員利用一定的實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備,研究其磨損形態(tài)和磨損機(jī)理,通過優(yōu)化材料的組分、改善刀具的制備工藝、多相多層次復(fù)合、多種增韌補(bǔ)強(qiáng)方法相結(jié)合等措施,有效降低了陶瓷材料脆性。
　　本文以ZrO2(含量為85vol％)為基體,添加TiB2(含量為8vol％)和Al2O3(含量為7vol％),在一定的熱壓燒結(jié)工藝條件下,研制出ZrO2基納米復(fù)合陶瓷刀具材料,其硬度為13.59GPa,抗彎強(qiáng)度為10.55GPa,斷裂韌性為10.5