|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
【摘要】
, W% F4 O# }! T% i% \& \9 @ 本文首次对超细Ti(CN)和wC粉末表面特性、球磨破碎效率、表面改性、粉末成形性能及成形剂进行了系统的研究。通过添加不同的表面活性剂，可以降低超细TiC(N)和wc粉末球磨料浆的粘度，提高了TiC(N)和WC粉末的球磨效率。TiC(N)基金属陶瓷混合料通过复配添加表面活性剂和改性剂，在超细Ti(CN)和WC一Co粉末表面改性，粉末表面钝化，提高了它们的抗氧化性能和压制性能，可以压制复杂形状的可转位金属陶瓷刀片。申请了两项成形剂专利，新成形剂适用于手工掺胶工艺又适用于喷雾干燥工艺。7 N3 T% v1 ^) H2 \0 H
本文首次系统研究了超细Ti(CN)基金属陶瓷的化学成分、烧结气氛、显微组织、合金的物理、力学性能与其磁性能的关系。TiC(N)基金属陶瓷压坯经过在Ai气氛、真空、NZ气氛等三种不同的气氛中烧结后，相应合金的碳、氮、氧总量依次增加，钻磁(饱和磁化强度)依次增大，粘结金属的晶格常数依次变小。Ar气氛和NZ气氛烧结造成金属陶瓷合金的表层显微组织不均匀，从气氛烧结影响更大，其合金的氮含量增加0.5%左右，其矫顽磁力出现异常。Ti(CN)基金属陶瓷在真空中烧结后，显微组织比较均匀，其合金的性能最好;钻磁和矫顽磁力具有很强的正相关性。钻磁可以作为表征Ti(CN)基金属陶瓷合金中碳、氮和氧总量变化的判据，矫顽磁力可以作为组织结构均匀性的判据。3 }' ^/ l0 W t* G. @8 E% J$ z- R
本文首次系统研究了纳米TiC(N)基金属陶瓷压坯在真空烧结过程中收缩系数的变化、环形结构的演变、化学成分、相成分和晶格常数的变化。研究中发现TaC和MoZC在1Z00C0消失，wC在1ZsoCo消失;氧和碳的含量在1100~1300℃之间急剧地下降;在1300℃时形成氮分解峰。纳米Ti(CN)基金属陶瓷比微米金属陶瓷的烧结温度低50℃一100℃，一般真空烧结不能完全使纳米TiC(N)基金属陶瓷合金完全致密，必须经过压力烧结。纳米TiC(N)基金属陶瓷表现出与微米金属陶瓷不一样的组织结构，绝大多数是白芯黑环、非常均匀的球形晶粒;获得了断裂韧性比微米金属陶瓷高50%的致密纳米金属陶瓷。纳米粉末原料有益于Ti(CN)基金属陶瓷显微组织中的环形结构和合金性能的设计。
% k/ D8 F; c: C( [" p+ C 超细Ti(CN)基金属陶瓷中，Co/(Co+Ni)比在0.7一0.8、W/(w+Mo)比在0.65左右、N/(N+C)比在.035一0.45时可以获得比较好的综合性能。微量抑制剂vC、C巧C:和TIB:加入，可以显著增加Ti(CN)基金属陶瓷合金的硬度，并且获得比较好的综合性能。研制出了高性能、组织均匀的超细Ti(CN)基金属陶瓷刀具材料。获得了一个车削牌号和一个铣削牌号，其性能已达到世界同类产品的先进水平，并初步进行了产业化生产。
0 t) Q b; R) M# B$ w8 y9 O5 O
& K" k& o: a6 g' O* k3 F, M【关键词】TiCN基金属陶瓷，表面改性，压制性能，显微组织，性能2 ]% C% [9 M+ H
! H5 m; \2 [" O5 r1 C
& W/ b C2 D( s5 h; W9 Y3 w
J8 h9 {+ S3 u, L/ U
【目录】
; P" l" q1 B( H7 ~第一章绪论1* u, X0 Y; f* @8 N/ J& ]" p
1.1欢CN)基金属陶瓷工具材料发展概况15 p3 a0 b* S( ?" A
1.2Ti(CN)基金属陶瓷粉末成形剂的研究现状3
: E, s" s5 g0 Q6 f! j, B1.2.1橡胶类成形剂的研岁扭见伏3! v7 O. b6 t: D# j0 x2 g
1.2.2石蜡类成形齐呵防聊状6
8 S" g# k* s4 N2 o; K1.2.3水溶性聚…剖孵明滩剂的研究现状7
6 a5 Z/ m3 X4 b( v! i1.2.4三大类成形齐姓能的卜嗽8
8 s0 i+ C% Q, v6 e; r( k5 b1.3超细金属陶瓷粉末成形研究概况及发展展望9( H/ r) t7 ?# G
1.3.1金属陶瓷超细粉末成形和成形齐呵防恕况9# ?, R+ m" T' i
1.3.2超细五(q礴毓嘱陶瓷滕翩眺刹开发的展望10
$ a' X* k0 v G# f1.4Ti(CN)基金属陶瓷研究现状117 Y' m, }1 }) c! S _0 U
1·4.l五(。刃基金属陶锹」备工艺12* B7 G% r2 y# x( J4 n9 |& o) j* _
1.4.2五(。哟基金属陶瓷组织结构特征135 o3 j: ~ p- l5 C
1.4.3五(O用基金属陶瓷的性能16
2 w4 E, P/ c/ Q: Q$ l+ }1.4.4添加齐州组纤环唯能的影响18
2 b! r( O9 R; B& z/ L( t7 i% Z1.4.5表面梯度结构石归噢豁瞩陶瓷的研究19
1 r7 q2 I& M* \: c+ x/ c1.4.6超细五(。礴务嘱陶瓷的研究现状20
) t9 O0 r% L$ g" Y4 d1.4.7五C(N)基金属陶瓷产」州搜肠盼跋展方向224 v1 p) S5 n8 \5 [
1.5本文的研究目的与研究内容25$ v+ `# G/ \* W7 D* }
1.5.1本研究课题的来源25
6 `2 o1 R# {7 X9 z8 G1.5.2研究目崖环口意义26( D0 U3 S. j' S: g$ R9 l
1.5.3主要研究内容27- C# N0 f# h: w2 R9 u
第二章试验材料和试验方法28
$ r* R6 B6 m4 h; w \, H- h) t2.1原料粉末和试验过程289 {, r; @) p8 M) `
2.1.1原料粉末286 j* p/ I2 F- X T2 S+ m
2.1.2金属陶瓷试样的韦咯29
/ E2 _9 o" V: c5 m+ F5 j2.2参数测量及方法29
1 h( |9 R' V: i4 j; H1 ]2.2.1成形剂主要成粥对卜光谱分析29) i& a; G) V O7 c7 `
2.2.2成形剂热裂解特胜的测定29
1 q* L/ j/ T1 A ^0 F: Z2.2.3化学成分分析301 e, t! v# @- o& b
2.2.4料券绊占度的测定31
B" M" J: N7 v8 f1 x% K2 P2.2.5超细粉末粒度的测定31
7 m( Z4 H+ x$ C2.2.6石粉末抗氧化幽幼柳徒31
3 u7 T5 J, T! o7 t8 v' `$ Q2.2.7粉末压市胜能的测定31; b" ?. ~# |0 \6 L0 _
2.2.8名物理和力学断瓢(定32
. R( d# K. e: P2.2.9金属陶箫L隙度和习讹合碳的针瞅(定33' L5 ]9 j( b9 y: B( k4 p) ^. K
2.2.10粉末琅啸口组织结丰酬待征的观察344 j9 x7 {$ K8 n% G! ~& y
2.2.11金属陶瓷的化学成分和相成分钡(定36' J3 t" y% v- l! L( O
第三章超细碳氮化钦和碳化钨粉末的球磨效率及表面改性37
8 e& c6 q4 ~3 Q/ B4 t3.1超细碳氮化钦和碳化钨粉末球磨效率的改进37
8 P% K& ? T# c5 f t: g5 j3.1.1超细下(日哟和wC粉末的球磨试验37
0 w$ l% N3 F4 Q7 z3.1.2超细肠(日劝和wC粉体团聚和分散机理41
! t3 M; [* q5 p1 d3 w# E3.1.3圈础绷粉末团聚的途径和方法42
* X" L! @% b: s# ^# I# I3.2TiC(N)和WC表面物理包覆改性的抗氧化性能436 q! s2 V7 y; Z. h. @5 l6 x5 T
3.2.1表面改胜川舒口改胜剂/ |+ n8 e+ O3 h& S2 Z2 }
3.2.2超细五归哟和wC表面改吐的抗氧化吐能45, e) t, m) _+ G5 t! ]: }1 i8 h0 w7 w
第四章超细金属陶瓷粉末的成形性能和改性剂的热裂解特性47
2 c6 e, `8 a: n4.1超细金属陶瓷粉末的表面改性47$ i6 ^9 F" S5 t% u9 o. y! J. k
4.1.1超细斜霭陶瓷粉末成形幽47" h h, u' _4 P; i/ m
4.1.2超细肠(。均和WC粉体在干菊士程中硬团聚形成机理51
7 ~2 d( z. K7 t3 [( P4.1.3超细剑禹陶瓷粉末的表面改性51 t4 ]3 [+ _& ^+ \+ s) l* ]# K1 j
4.2改性超细金属陶瓷粉末的压制性能54
& Z2 Z) M) C; v3 P4.2.1改胜后超细金属陶瓷粉末的压玮胜能54
: @- c6 _# ` v6 P, f4.2.2表面改性超细五(O礴骚嘱陶瓷粉末到肠佣59
% z8 E5 k6 m5 Y第五章Ti(C哟基金属陶瓷磁学性能的研究62
! @$ z& X2 _: r' y! }. s5.1Ti(CN)基金属陶瓷的磁学原理62
, K- c0 D6 L9 B5.2真空烧结对Ti(CN)基金属陶瓷磁学性能的影响65
" m# D& ~5 }1 f9 u; H52.1真空烧结对石(口劝基金属陶瓷磁学陛能的影响65
' H' t- z. M5 Q" Q2 h522粘结相的晶格潮断口磁性能的关系68- Q1 |8 |8 e. l7 G- n, G
5.3气氛烧结对Ti(CN)基金属陶瓷磁学性能的影响739 r0 G( [7 u Q* ^
5.3.1烧结气称寸五(O哟基金属陶瓷合金成分的影响73
: x' e8 d4 p9 N; h5.3.2烧结气氛对欢。哟基金属陶瓷磁胜能的影响75
2 m* U9 ^( p* z+ x H5.3.3粘结相的晶格常数和磁陛能的关系78 E% t6 ~1 r. g: K- ~5 t& H) E
第六章烧结气氛对Ti(cN)基金属陶瓷组织结构和性能的影响81/ J" X, b7 B. U. p% l
6.1烧结气氛对金属陶瓷合金成分的影响81
5 G/ h8 O; R$ w# v$ D6.2烧结气氛对金属陶瓷组织结构的影响827 w" U- D6 }- ?5 P
6.3烧结气氛对金属陶瓷相成分的影响89$ C# O% p4 f! j2 B6 k' s
6.4烧结气氛对金属陶瓷物理和力学性能的影响918 M& X7 D" i6 x
第七章成分对TiC(N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响92
, [4 a. B, Q$ V, b9 K7.1Co/(Co+N)i比对TiC(N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响92
* ^, b3 |- i* C$ ^$ ?# B7.2Mo/(W+Mo)比对TiC(N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响94
! z" S; N. I8 L- ~7.2.1wC和Mo加量对肠(卿)基金属陶瓷组织结构的秒向
4 y: W: [1 u2 R- O! F5 g* q7.2.2Mo娜介MO)卜时五(。哟基金属陶瓷组织结构和性能的影响989 D r/ Z' }* K7 i
7.3N/(C+N)比对Ti(NC)基金属陶瓷结构和性能的影响1019 u( ~. N D3 r' A0 H3 z1 k+ n- \
7.4抑制剂加入对Ti(CN)基金属陶瓷组织和性能的影响105
{) Z8 }) k* U: e+ ~+ N; u9 f7.4.1 VC和C功C2拗口月寸五(O嘴毓嘱陶瓷组织结构和性能的影响105* C. o; q i! N( Y$ e
7.4.2 TIBZ拗口外汉寸肠归催甜瞩陶瓷组织结构和性能的景训句107
" u8 L4 y8 a* w5 B( L1 A. Z( G7.5超细Ti(CN)基金属陶瓷刀具的使用性能109" m }* s# C$ U/ S; A r/ z+ ~, p
7.5.1超细五(q礴爵瞩陶瓷中试生产及合金胜能109' t$ o* y" t. b/ C' V
7.5.2超细下归殡豁瞩陶瓷的切肖胜能110( j. u8 q- l6 m" S
第八章纳米Ti(CN)基金属陶瓷刀具材料的研究1139 u: u4 I+ b, P5 X3 M/ |: ]" K" c
8.1纳米Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中的收缩行为113) q: h- `5 z2 F' a6 w4 _. u
8.2纳米Ti(NC)基金属陶瓷在烧结过程中的脱气反应117, t( [1 D' I- p% p- ^2 p1 _
8.3纳米Ti(C哟基金属陶瓷烧结过程中的相成分变化118+ X% Z! e( b& i0 C1 J" o3 H+ l
8.4纳米Ti(C哟基金属陶瓷的组织结构演变125
- m( x5 B8 x$ o% b5 O! c8.5纳米TiC(N)基金属陶瓷的物理和力学性能1297 s5 y% m0 x0 R! I# b/ `+ i) \6 D
第九章结论和展望132
& D/ k8 O8 Y& h; j9.1主要结论132
! I: S. p5 w3 m% P6 m. q$ H; [9.2问题和展望134; Y' M- T+ ?1 z1 Q+ Q" r
参考文’献135* ^$ L* Y/ d. Y
致谢153
5 z0 F3 T5 l i" }2 U# \$ C攻读博士学位期间科研项目和成果154 |
|
发表于 2008-6-13 21:35:24
楼主