纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具切削性能的研究

制备了纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀片 ,并用该刀片与普通TiC基金属陶瓷刀片进行了对比切削试验。结果表明 ,添加TiN纳米粒子可有效改善TiC基金属陶瓷刀具的机械性能和切削性能 ,改性金属陶瓷刀片可以较高切削速度加工碳钢和合金钢 。

基于FEM的纳米TiN改性金属陶瓷刀具的切削性能研究

文章以纳米TiN改性金属陶瓷刀具作为研究对象。基于大变形-大应变、增量理论及拉格朗日算法,建立了Cockcroft&Latham断裂分离及磨损准则的有限元模型,并对AISI1045钢进行切削加工模拟。改变刀具角度,得到不同角度纳米TiN改性金属陶瓷刀具切削过程中的主切削力、温度及后刀面磨损变化曲线,模拟结果与相关切削理论比较吻合。结合刀具磨损SEM形貌,简要分析了此刀具磨损机理。文章的研究能够为后期新型刀具材料的研究开辟了新路径,以期到达缩短研制周期,降低成本的目的。

纳米TiN粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺

在基体中添加纳米TiN粉(质量分数为0.05)的条件下,用三点弯曲法和扫描电镜等研究了粉末单向冷模压压制工艺和烧结技术对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:烧结坯的抗弯强度先随生坯的压制压力(≤150 MPa)增加而增加,随后(210 MPa^600 MPa)增加缓慢,最后(≥600MPa)下降;烧结坯的变形率则随生坯的压制压力(≥300 MPa)增加而增大;最佳生坯的压制压力范围是150MPa^210 MPa.实验结果表明:两阶段烧结法优于传统烧结法,烧结坯的微观组织均匀,抗弯强度增加.

纳米TiC增强Ti(C、N)基金属陶瓷材料的组织与性能研究

采用自制的纳米TiC粉末制备Ti(C、N)基金属陶瓷。研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,粉末冶金过程中,纳米TiC粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布,降低了硬质相在粘结相中的溶解度,抑制了晶粒长大,同时微观上造成局部富C和稳定了硬质相中的C含量,使金属陶瓷材料的环形相增多尺寸增厚。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall Petch公式,5%～10%(质量分数)的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度得到较大的提高,但硬度与晶粒尺寸的关系反Hall Petch公式。

纳米粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷制备的研究

用三点弯曲实验和显微分析评价了在基体中添加纳米粉和晶粒长大抑制剂对制备纳米粉改性 Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响。实验结果表明:基体中添加纳米粉含量为5wt%,单向冷模压制压力控制在110～150MPa,最高烧结温度的保温时间为10min 时,烧结坯的抗弯强度(TRS)达到2112 MPa,洛氏硬度(HRA)为90;晶粒长大抑制剂(1wt%TaC+0.5wt%Cr_3C_2)能较好地抑制晶粒长大。

纳米改性金属陶瓷的组织和力学性能

讨论了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷(纳米改性金属陶瓷)的组织与力学性能。结果表明,金属陶瓷组织仍为两相结构(陶瓷相+金属相),其中粗大的陶瓷相为芯/壳结构,即Ti(C,N)芯外包覆有一层硬质相(Ti,Mo,W)(C,N)(即"SS"相)。TEM观察显示,纳米TiN主要在两相或三相晶界上分布。随纳米TiN的增加,纳米改性金属陶瓷的组织明显细化;组织的细化与纳米TiN在TiC/TiC晶界的分布阻止了TiC晶粒的长大有关。抗弯测试表明,抗弯强度在添加8wt%纳米TiN时达到最大值;抗弯断口显示沿晶断裂为主要的断裂模式。

Ti(C,N)-Mo_2C-WC-Ni-Co纳米改性金属陶瓷材料的热冲击性能研究

采用XRD、SEM进行了纳米改性Ti(C,N)-Mo2C-WC-Ni-Co金属陶瓷材料的相结构分析和微观结构分析。结果表明,金属陶瓷仍为两相结构,其中陶瓷相呈典型的"芯-壳"结构。在800℃热循环条件下,研究了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的热冲击裂纹形成与扩展特性,研究表明,相比普通金属陶瓷材料,纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷材料的抗热冲击性能较好;随着热循环次数的增加,试样表面的孔洞的数量和尺寸也明显增加;裂纹扩展过程中出现了裂纹的偏转、弯曲和桥接现象。初步探讨了热冲击裂纹的形成和扩展机理。

Ti(C、N)基金属陶瓷

就70年代以来的Ti(C、N)基金属陶瓷的研究成果进行了综合评述,详细阐明了金属陶瓷的组成、两相区、显微结构和性能之间的关系,并指出了目前所存在的问题。

细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷的研究进展

综述了细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷的研究现状，简要分析了原始粉末粒径、烧结工艺、烧结方法对其性能的影响，介绍了几种新的制备方法，指出必须发展新的制备技术，以充分发挥细晶粒金属陶瓷的优越性。

一种纳米改性金属陶瓷材料的研究

研究了一种以TiC为基,纳米TiC和WC为改性剂,另加入Ni、Mo、Fe为粘结相的金属陶瓷耐磨材料,对该材料的强度、硬度和磁性进行了检测,并与相同成分的未加改性剂的TiC粒径≥2.4μm粗颗粒金属陶瓷进行了性能对比试验。结果表明:改性剂起到了明显的优化作用,经纳米改性后的金属陶瓷,既提高了强度、密度,也提高了硬度。

我国研制出纳米氮化钛陶瓷刀具

近日，合肥工业大学材料学院刘宁教授主持的国家科技攻关地方重大项目——纳米TiN，A1N改性的TiC基金属陶瓷刀具制造技术通过鉴定，这标志着利用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具问世。

我国研制出纳米氮化钛陶瓷刀具

近日，合肥工业大学材料学院刘宁教授主持的国家科技攻关地方重大项目——纳米TiN、AlN改性的TiC基金属陶瓷刀具制造技术通过鉴定，这标志着利用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具问世。

(Ti，M)(C，N)基金属陶瓷显微组织与力学性能的研究进展

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷是重要的刀具及涂层材料。综述了国内外(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的研究进展,对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷的黑芯—白内环—灰外环和白芯—灰环显微组织结构特征进行了阐述。系统综述了TiC/TiN含量、Co、Ni粘结相含量、Mo、WC、VC、Cr_3C_2、TaC、NbC添加剂成分对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并指出接下来的深入研究方向。结果表明:(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中芯—环相结构的形成受到原始粉体粒度的影响,当碳化物原始粉体为微米级时形成黑芯—白内环—灰外环结构;当碳化物原始粉体尺寸为亚微米及纳米时形成白芯—灰环结构。金属和陶瓷性能优势的结合依赖于显微组织的调控。多组元添加剂制备的复式(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中环相和芯相界面能的匹配、硬质相晶粒尺寸分布及取向分布等机理研究有待进一步深入。

纳米氮化钛陶瓷刀具研制成功

安徽合肥工业大学材料学院主持的国家科技攻关重大项目——纳米TiN、AIN改性的TiC基金属陶瓷刀具制造技术通过国家有关部门的鉴定，这标志着我国利用纳米材料研制的新型陶瓷刀具正式诞生。该研究项目纳米TiN（氮化钛）改性TiC基金属陶瓷材料，采用在金属陶瓷TiC中引入纳米TIN细化颗粒的方法。由于晶粒细小有利于提高材料的强度、硬度与断裂韧性，对于开发研制新型刀具有重要意义。