Al2O3-Ti(C,N)基和Si3N4基陶瓷刀具材料的制備.pdf

1、先進(jìn)陶瓷刀具材料由于具有很高的硬度和熔點(diǎn),很高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性,優(yōu)良的切削性能等優(yōu)點(diǎn),在切削領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。但是由于陶瓷材料的脆性本質(zhì)限制了其應(yīng)用領(lǐng)域,各國(guó)學(xué)者都在高強(qiáng)度、高韌性陶瓷領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究。本文針對(duì)目前陶瓷刀具材料斷裂韌性和抗彎強(qiáng)度低的難題,分別制備了Al2O3/Ti(C,N)基和Si3N4基陶瓷刀具材料。
　　 通過(guò)添加TiNi合金作為增韌相,以提高材料韌性為目標(biāo),采用熱壓燒結(jié)致密化工藝,制備

2、了Al2O3/Ti(C,N)-TiNi復(fù)合材料。檢測(cè)了這種復(fù)合材料的主要力學(xué)性能,研究了TiNi增韌相含量對(duì)Al2O3/Ti(C,N)基復(fù)合材料性能的影響,并分析了TiNi添加物所產(chǎn)生的強(qiáng)化韌化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著TiNi加入量的增加Al2O3/Ti(C,N)-TiNi復(fù)合材料的斷裂韌性升高。Al2O3/Ti(C,N)-TiNi復(fù)合材料增韌的主要機(jī)制是顆粒彌散強(qiáng)化和裂紋的橋接。當(dāng)TiNi添加量為5vol％、熱壓溫度為1550℃、保溫

3、時(shí)間為15min、燒結(jié)壓力為30MPa時(shí),可獲得最好的綜合力學(xué)性能。獲得的復(fù)合材料強(qiáng)度為523MPa、硬度為18.23GPa、斷裂韌性為7.9MPa·m1/2,性能均優(yōu)于單純的Al2O3/Ti(C,N)復(fù)合材料,增韌效果比較顯著。
　　 采用粒徑為0.5μm、1μm及(95 wt％0.5μm+5 wt％1μm)的Si3N4初始粉,添加7wt％Y2O3、3wt％Al2O3作燒結(jié)助劑,在1750℃保溫60min,真空熱壓制備Si3N