梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的研制及其減摩耐磨機(jī)理研究.pdf

1、本文針對(duì)現(xiàn)有的均質(zhì)自潤(rùn)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(yùn)用功能梯度材料的設(shè)計(jì)思想研制出一種新型刀具材料——梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料。這種新型刀具材料的基本特征是固體潤(rùn)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(yīng)力。
　　梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料一般包含復(fù)相基體和固體潤(rùn)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(bào)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(yùn)用到梯度自潤(rùn)滑

2、陶瓷刀具材料的組分設(shè)計(jì)中。
　　采用濕法分散混料、粉末疊層填充、軸向真空熱壓燒結(jié)工藝制備了Al2O3/(W,Ti)C/CaF2和Al2O3/TiC/CaF2梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料,提出了一種簡(jiǎn)便而實(shí)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(xué)反應(yīng),表層形成了一定的殘余壓應(yīng)力。
　　與對(duì)應(yīng)的均質(zhì)材料相比,梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的力學(xué)性能有較大提高。Al2O3/(W,Ti)C/CaF2梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的抗彎強(qiáng)

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