TiB_2-TiN-Ni-C_(sf)陶瓷刀具与316L奥氏体不锈钢间的干摩擦磨损性能研究

研究了TiB_2-TiN-Ni-C_(sf)(TTNC)陶瓷刀具材料与316L奥氏体不锈钢间的摩擦磨损性能,结果表明:当载荷为65N时,随着滑动速度从6m/min增大到15m/min,对磨材料间的摩擦系数和TTNC陶瓷刀具材料的磨损率逐渐减小;当滑动速度为15m/min时,载荷由55N增加到60N时,对磨材料间的摩擦系数和TTNC陶瓷刀具材料的磨损率增加缓慢;当载荷由60N增加到70N时,摩擦系数与磨损率急剧增加。磨损后的TTNC陶瓷刀具材料表面留有犁沟、片层结构、凹坑以及撕裂面,TTNC陶瓷刀具材料的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。

TiB_2-TiN复合陶瓷刀具材料的显微结构和力学性能研究

热压烧结制备了不同TiN含量的复合陶瓷刀具材料TiB2-TiN-(Ni,Mo),对其性能测试表明,随着TiN含量的增加,材料的抗弯强度和断裂韧度逐渐提高,但是材料的硬度在TiN的含量达到40%(体积分数)时却大幅度降低。利用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDAX)分析了复合材料的物相和显微组织,结果表明,烧结过程中生成了MoNi相;随TiN含量增加,材料从以沿晶断裂为主转变为同时有沿晶断裂和穿晶断裂的断裂模式;裂纹扩展过程中有金属颗粒桥连现象。分析认为,材料的主要增韧机制是延性相颗粒桥连和裂纹偏转。

Ni含量对TiB_2基复合陶瓷刀具材料微观组织及力学性能的影响

以作Ni为金属烧结剂,采用真空热压烧结技术,在1650℃下制备了含Ni量不同的Ti B_2基复合陶瓷刀具材料。研究了Ni含量对Ti B_2基复合陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响,结果表明:随着Ni含量的增加,Ti B_2基复合陶瓷刀具材料微观组织中的缺陷先减少后增多,抗弯强度、断裂韧度和硬度也随着先增大后减小;当Ni含量为8wt%时,微观组织的缺陷少、力学性能良好,此时的相对密度为(99.3±0.3)%,抗弯强度为(952.3±86.2)MPa,断裂韧度为(7.3±0.3)MPa·m^(1/2),硬度为(22.4±0.6)GPa。

TiB_2基陶瓷刀具切削不锈钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时的切削性能。研究发现:BT30刀具表现出良好的切削性能。其中采用0°前角的刀具比-5°前角的刀具表现出更好的耐磨性。刀具的磨损形式为后刀面磨损和前刀面磨损,后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为扩散磨损。

TiB_2基陶瓷刀具车削C-276哈氏合金切削参数的优化及其磨损性能对比

为了获取Ti B2基陶瓷刀具车削C-276哈氏合金的最优切削参数及对比其磨损性能,采用正交试验法及微观测试技术对Ti B2基陶瓷刀具的切削性能及后刀面磨损性能进行了研究。结果表明:BW3刀具在切削速度为60m/min、进给量为0.1mm/r、背吃刀量为0.2mm的切削参数下可以获得较高的使用寿命;在相同切削条件下,刀具的抗磨损能力由强到弱依次为BW3、TTW7、TWTN3;同样,在相同切削条件下,磨粒磨损对刀具后刀面形貌的影响程度不同,其影响程度由小到大依次为BW3、TTW7、TWTN3。

TiB_2基陶瓷刀具切削淬火45钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具连续切削淬火45钢时的切削性能。研究发现:刀具的主要磨损形式是前后刀面磨损,低速下的磨损机理为磨粒磨损,高速下BA30刀具的磨损机理为磨粒磨损,BT30刀具后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为氧化磨损,BA30刀具的切削性能优于BT30刀具。

TiB_2-B_4C陶瓷刀具切削Inconel 718合金的切削性能与磨损机制

采用热压烧结法制备了组成(体积分数,下同)为80%TiB_2-20%B_4C(TB2)和20%TiB_2-80%B_4C(TB8)的陶瓷并制成刀具,分别在切削速度为50 m·min-1和150 m·min-1下对Inconel 718合金进行切削加工,研究了陶瓷刀具的切削性能和磨损机制,并与YG硬质合金刀具的进行了对比。结果表明:TB2陶瓷的抗弯强度和维氏硬度均低于TB8陶瓷的,但断裂韧度比TB8陶瓷的高约26%;在两种切削速度下,TB2陶瓷刀具的寿命最长,约为TB8陶瓷刀具和YG硬质合金刀具的2倍;TB2陶瓷刀具后刀面和刀尖的磨损机制主要为黏结磨损,边界沟槽的形成机制主要为轻微崩刃和冷焊层剥落;TB8陶瓷刀具后刀面和刀尖的磨损机制主要为崩刃,边界沟槽的形成机制主要为崩刃和冷焊层成片剥落。

以Ni/Al为助剂的TiB_2-B_4C陶瓷刀具制备及其切削钛合金性能研究

以Ni/Al为助剂在1800℃热压烧结制备了Ni/Al含量分别为0vol%(TB)、5vol%(TBNA5)和10vol%(TBNA10)的TiB_2-B_4C刀具材料,研究了其致密化机理、显微结构、力学性能和切削削钛合金(Ti6Al4V)的性能。结果表明,5vol%Ni/Al助剂的引入将TiB_2-B_4C的相对密度从80%提高到96%,所制备的TBNA5刀具的抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为711 MPa、4. 6 MPa·m^(1/2)和22. 7 GPa,Ni/Al助剂的引入显著改善了TiB_2-B_4C陶瓷的致密化和抗弯强度,但是进一步增加Ni/Al助剂的含量(10vol%),将降低其抗弯强度和硬度。切削性能研究表明,与硬质合金刀具相比,Ti B_2-B_4C陶瓷刀具切削Ti6Al4V的初期磨损较快,但由于更好的高温性能,其后期磨损更慢,且磨损速率更加稳定,其主要磨损机理为粘结磨损和微崩刃,其中含5vol%Ni/Al助剂的TiB_2-B_4C陶瓷刀具有相对较好的切削性能。

复合陶瓷刀具材料的现状与发展

介绍了一些复合陶瓷刀具材料的性能和应用。

国产超硬材料刀具研究与开发取得突破

近日，由株洲钻石切削刀具股份有限公司等单位共同承担的“超硬材料刀具研究与开发”课题通过了验收。该课题结合超硬材料刀具的特点，自主研发了多元超细硬质合金和TiB2基陶瓷刀具材料，在超细粉末分散技术和陶瓷刀具的增韧补强机制有所创新。

专利产品

一种叠层自润滑陶瓷刀具材料及其制备方法 本发明涉及一种新型叠层自润滑陶瓷刀具材料TiC／TiN＋TiBfFiN及其制备方法。以TiC／30vol％TiN为基体、TiB2／15vol．％TiN为叠层，利用各层热膨胀系数差异在表层产生残余压应力及表层原位反应形成的润滑膜提高复合材料综合性能。