SiAlON陶瓷刀具材料及其制备技术研究进展

SiAlON陶瓷刀具材料具有优异的力学性能和耐高温性能,是最具潜力的刀具材料之一。不同组分的SiAlON陶瓷材料烧结特性和性能差异较大。掌握SiAlON陶瓷制备工艺、组分及其烧结特性、微观结构和性能之间的联系及影响规律是其进一步研发的关键。综述了SiAlON陶瓷刀具材料制备技术、组分配比和添加剂选择研究现状,并分析了未来的发展趋势,为SiAlON陶瓷刀具材料的研究制备和应用提供技术基础。

微波烧结工艺对Sialon陶瓷刀具材料力学性能的影响

采用微波烧结技术制备Sialon陶瓷刀具材料,主要研究烧结温度和保温时间对Sialon陶瓷刀具材料力学性能的影响规律,并结合微观形貌对其影响规律进行分析,旨在制备性能优异的陶瓷刀具材料。结果表明:在烧结温度为1600℃、保温时间为15 min时,刀具材料具有最优的力学性能,其致密度、Viekers硬度、断裂韧性分别为98.9%、17.8 GPa和5.9 MPa·m^(1/2)。在此烧结工艺下,样品的微观组织均匀,内部气孔较少,有利于材料力学性能的提高。采用微波烧结技术可以在较短的保温时间内得到性能优异的陶瓷刀具材料,提高了生产效率。

Sialon复相陶瓷刀具材料的研制

本文在相关系研究与组份设计的基础上，研制成β－Ｓｉ３Ｎ４／α－Ｓｉａｌｏｎ与α＇－β＇－Ｓｉａｌｏｎ两种复相陶瓷，对这两种材料进行了力学与热学等性能以及力学性能与显微结构关系研究．并以国产原料与德国ＳｔａｒｃｈＬＣ—１２原料，采用ＧＰＳ与ＨＰ烧成工艺制成刀片，作了金属切削加工对比试验．研究结果表明，国产原料与进口原料差异无几．ＨＰ制成刀片耐磨性略优于ＧＰＳ，但批量生产成本高于ＧＰＳ．

贝壳仿生陶瓷刀具材料制备与力学性能研究

以Al_(2)O_(3)-(W,Ti)C为基体层,Al_(2)O_(3)-TiC为夹层,采用热压烧结工艺制备了力学性能较好的贝壳仿生陶瓷刀具材料,对材料的层数、层厚比和界面形状等叠层结构参数进行优化,测试材料的力学性能,并对其微观组织进行分析。分析结果表明,当层数为3、层厚比为3时,材料有较好的综合力学性能。在层间引入不同的界面形状,刀具材料的力学性能相较于无界面形状的刀具材料得到了提高,在所制备的试样中,最佳的断裂韧性、维氏硬度和抗弯强度分别为7.16MPa·m^(1/2)±0.04MPa·m^(1/2),20.40GPa±0.07GPa和981.72MPa±10.86MPa。

陶瓷材料数控加工过程中的刀具磨损与补偿策略

本文探讨了陶瓷材料数控加工过程中刀具的磨损问题及其补偿策略。通过分析刀具磨损的机理,探讨了不同材质刀具的磨损特性及影响因素,并在此基础上提出了切实可行的刀具补偿策略。最后,结合实际工业应用提出了刀具管理及改进建议,目的在于提升陶瓷材料加工的效率和质量。

Sialon基陶瓷材料的研究进展及应用

Sialon基陶瓷材料因具有优异的性能 ,一直是材料科学领域关注的焦点 ,Sialon陶瓷的研究经历了从单相到复相的过程 ,本文详细论述了单相和复相Sialon陶瓷的种类、结构特征、制备方法 ,对各种Sialon陶瓷的性能特点进行了分析对比。结合Sialon陶瓷的性能 ,全面介绍了其广泛的应用领域。

梯度功能陶瓷刀具材料的残余应力设计及制备

根据陶瓷刀具切削时刀楔内的应力分布规律及刀具损坏机理的分析，首次提出对陶瓷刀具材料的组成分布进行设计以形成梯度的模型．通过对不同组成分布的刀具材料制备过程中的残余热应力及刀具切削过程中的热应力、机械应力进行模拟，以残余应力与外加应力部分抵消为目标优化设计了梯度组成分布．按设计结果，采用粉末铺填－热压烧结工艺研制成功Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ系梯度功能陶瓷刀具材料．

Al_2O_3/TiC 系梯度功能陶瓷刀具材料的设计

提出了对称型双向分布的梯度功能陶瓷刀具材料的设计模型。根据陶瓷刀具切削时刀楔内的应力分布规律，对不同组成分布情况下梯度材料制备过程中的残余热应力进行有限元计算，以残余应力部分缓解切削过程中的外载应力为目标来设计组成分布。提出了优化设计原则。

陶瓷刀具材料的研究现状

文章重点综述了纳米陶瓷、梯度复相陶瓷、氧化锆陶瓷等多相复合陶瓷刀具材料的研究现状 ,全面分析了陶瓷刀具材料的颗粒弥散增韧补强、纤维 (或晶须 )增韧。

钇对陶瓷刀具材料Al_2O_3/TiCN的强韧化效应

在已研制的含稀土Al2O3／TiCN陶瓷刀具材料的基础上，采用SEM，TEM和能谱分析等方法探讨了Y的强韧化效应。稀土增强Al2O3／TiCN陶瓷刀具材料力学性能改善的原因在于，Y的添加能在一定程度上积聚杂质W，Fe和Cr等，从而起到清洁界面、提高界面结合强度的作用；此外，对固溶体相TiCN的质点强化作用也有一定的贡献。

多相复合陶瓷刀具材料残余热应力的有限元模拟

以 Si C和 (W,Ti) C颗粒增强 Al2 O3多相复合陶瓷刀具材料为基础 ,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果发现 ,单元模型取法、弥散相颗粒大小、分布及其含量均对多相复合陶瓷刀具材料中的残余热应力有较大影响。基体内不仅存在拉应力区 ,而且存在不同程度和范围的压应力区 ,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明 。

金属陶瓷刀具切削难加工材料时的磨损性能研究

对金属陶瓷刀具和YG8刀具切削冷硬铸铁和不锈钢时的磨损性能进行了对比切削试验 ,结果表明 :切削冷硬铸铁时金属陶瓷刀具的寿命明显低于YG8刀具 ,而切削不锈钢时金属陶瓷刀具的寿命高于YG8刀具。

Sialon 陶瓷材料的结构、性质及应用

系统地评述了不同种类单相Sialon陶瓷的结构特征和物理、化学性质 ,并介绍了Sialon在冶金工业等方面的应用。单相Sialon陶瓷中 ,β’ Sialon强度和韧性最高 ,α’ Sialon硬度和耐磨性最好 ,O’ Sialon抗氧化性最佳。

高温自润滑陶瓷刀具材料及其切削性能的研究

以TiB_2为添加剂,Al_2O_3为基体,制备了Al_2O_3/TiB_2陶瓷刀具材料。以该陶瓷刀具对淬硬钢进行高速干切削试验,利用其在切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现Al_2O_3/TiB_2陶瓷刀具材料本身的高温自润滑。研究了Al_2O_3/TiB_2陶瓷刀具在切削高温作用下刀具表面的摩擦化学反应机理,分析了刀具表面自润滑膜的组成结构。结果表明:Al_2O_3/TiB_2陶瓷刀具在干切削淬硬钢时,当切削速度大于120 m/min时,开始表现出高温自润滑性能。自润滑膜的组成为Al_2O_3/TiB_2陶瓷刀具中TiB_2的氧化产物,它能在刀具表面起到固体润滑剂的作用,进而降低前刀面的摩擦因数,减轻刀具的粘着磨损,提高刀具的耐磨性能,具有良好的减摩和抗磨作用。

稀土添加剂陶瓷刀具材料增韧机制的微观结构的观察

在 Ａｌ２ Ｏ３／ Ｔｉ Ｃ Ｎ 陶瓷刀具材料中适量添加稀土元素钇能显著提高其断裂韧性。本文运用 Ｓ Ｅ Ｍ 与 Ｔ Ｅ Ｍ 技术，对裂纹扩展模式进行了观察与分析，并从微观结构的角度探讨了其增韧机制。表明，由于稀土钇的添加，使材料内部形成不同程度的强弱界面，它们与扩展中的裂纹相互作用，致使基体与弥散相颗粒桥联、裂纹分支、裂纹偏转以及微裂纹等多种增韧机制得到明显增加和加强，它们共存于 Ａｌ２ Ｏ３／ Ｔｉ Ｃ Ｎ 陶瓷刀具材料中并协同作用，从而使其断裂韧性得到提高。

金属陶瓷刀具材料研究进展

概述了金属陶瓷刀具材料的分类和特点,介绍了金属陶瓷刀具材料的制备方法和增韧机理,并对其未来发展的趋势进行了展望。

稀土氧化物在SiAlON陶瓷材料中的应用研究进展

简要论述了稀土氧化物在SiAlON陶瓷材料中的应用研究概况;介绍了Y_2O_3、Sm_2O-3、Dy_2O_3和Nd_2O_3等单一稀土氧化物以及复合掺杂稀土氧化物在SiAlON陶瓷材料中的应用进展,并比较了它们对SiAlON陶瓷材料性能的影响;最后对稀土氧化物在SiAlON陶瓷材料中的应用前景作了扼要的分析和展望。

复相陶瓷刀具材料的物化相容性分析

物理和化学相容性问题是复相陶瓷刀具材料设计中的重要内容之一。本文在所建立的化学相容性计算模型基础上 ,利用计算机编程计算并分析了各种可能的复相陶瓷刀具材料组分系统的化学相容性问题。定性分析了复相陶瓷刀具材料的物理相容性 ,认为各组分材料的热膨胀系数和弹性模量的最优匹配 ,是获得同时具有较高的抗弯强度和断裂韧性的复相陶瓷刀具材料的必要条件之一。

粉末表面涂层陶瓷的硬质合金刀具材料

使用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷，涂层粉末经热压烧结后，制得一种新型的涂层刀具材料．这种刀具材料的耐磨性与陶瓷材料接近，并且具有较高的强度和韧性，在切削高硬度材料时表现出良好性能，具有广阔的应用前景．

新型陶瓷刀具材料的热应力分析

运用有限元方法计算了梯度功能陶瓷刀具ＦＧ－２内的热应力，计算结果表明，在高速切削条件下，梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具；同时进行的切削实验也表明在高速切削的条件下，ＦＧ－２的破损寿命明显好于ＳＧ－４．说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削．