Ti（C，N）基金屬陶瓷功能梯度材料制備的研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具由于具有一系列優(yōu)良的性能而得到廣泛的應(yīng)用。本文首先 對(duì)Ti(C,N)基金屬陶瓷的發(fā)展概史、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀、涂層金屬陶瓷刀具的特點(diǎn)及其 應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的回顧、總結(jié)和展望；介紹了功能梯度材料的概念及其應(yīng)用；綜述了幾種制備功能梯度材料的試驗(yàn)方法。 按照10﹪TiN-36.2﹪TiC-32﹪Ni-13﹪Mo-7.0﹪WC 成份，采用1405℃，1415℃， 1425℃，1435℃進(jìn)行燒結(jié)

2、，發(fā)現(xiàn)1415℃為最佳燒結(jié)溫度。在此溫度下燒結(jié)的金屬陶瓷 的抗彎強(qiáng)度值最高，為1850Mpa。同時(shí)在此溫度下燒結(jié)的試樣比重最大，說(shuō)明該燒結(jié)溫度燒結(jié)的試樣最致密。真空燒結(jié)的金屬陶瓷試樣的斷口呈脆性斷裂，粗大的硬質(zhì)相和材料內(nèi)部的孔洞是引起斷裂的斷裂源。對(duì)真空燒結(jié)的試樣做了線分析和面分析，線分析的結(jié)果表明：由表面到心部, Ti , W ,C , N 等主要元素的分布沒(méi)有明顯的梯度，基本上保持為常量。面分析的結(jié)果與線分析的結(jié)果相吻合，說(shuō)明材料比

3、較均勻。采用熱等靜壓技術(shù)制備Ti(C,N)基金屬陶瓷功能梯度材料。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、電子探針等對(duì)處理后的試樣的孔隙率、微觀組織、斷口形貌等進(jìn)行了觀察， 并對(duì)處理前后材料的性能進(jìn)行了對(duì)比；結(jié)果發(fā)現(xiàn)：熱等靜壓的高溫高壓作用在表面形成了一層金黃色的薄膜，大約4μm厚，XRD分析發(fā)現(xiàn)其物相為T(mén)iN. 熱等靜壓處理使表面硬度大幅度提高，并且從表面到心部形成了硬度梯度?？锥吹南蜷]合以及微裂紋的減少使材料的比重有所增加，同時(shí)晶粒的細(xì)化使金

4、屬陶瓷材料的韌性得到明顯的提高，這對(duì)于提高陶瓷刀具的壽命具有非常重要的意義。從熱力學(xué)角度和孔隙度角度分析了其形成原因，發(fā)現(xiàn)表面區(qū)域N 的高活度梯度是促使各合金元素遷移, 形成氮化表面層特征組織的最終驅(qū)動(dòng)力。高溫高壓氮化處理有利于硬質(zhì)合金材料孔隙度 低，從而使材料更加致密化。 采用多弧離子鍍技術(shù)制備了Ti(C,N)基金屬陶瓷功能梯度材料。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、電子探針等對(duì)處理后的試樣的孔隙率、微觀組織、斷口形貌等進(jìn)行了觀察，并