超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

SiC/(W,Ti)C陶瓷喷嘴材料的制备及其性能

本文以SiC为基体,添加(W,Ti)C固溶体增韧相,采用热压烧结工艺制备出新型Sic/(w,Ti)C陶瓷复合材料.研究表明:SiC/(W,Ti)C陶瓷材料的性能与(W,Ti)C的含量、成烧温度、保温时间等密切相关.随(W,Ti)C含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性增加,硬度减小;SiC/(W,Ti)C陶瓷复合材料的最佳性能参数为:抗弯强度631 MPa,维氏硬度25.944 GPa,断裂韧性4.38 MPa·m1/2.通过分析材料的显微结构和断口SEM照片,发现SiC/(W,Ti)C陶瓷材料的断裂机制为沿晶和穿晶断裂特征同时并存,即断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂相结合的混合断裂.     

预合金粉替代单质粉制备金刚石工具胎体的研究

分别以Cu_(85)Sn_(15)、Y1(Fe_(60)Co_(25)Cu_(15))、Y2(Fe_(66)Co_(27)Cu_7)、Fe_(70)Cu_(30)预合金粉替换胎体配方中的Co、Fe、Cu、Sn单质粉,设计了配方组合SY1～SY5。通过对比分析各配方烧结试样的致密度、断口显微形貌、硬度、抗弯强度和韧性,研究加入预合金粉后胎体性能的变化。实验结果表明,采用预合金粉Y1/Y2替换配方中的Co粉,试样致密度和硬度有所下降,抗弯强度和韧性显著提升;加入Y1的试样硬度要高于加入Y2的,加入Fe_(70)Cu_(30)合金粉的试样硬度高于加入Fe和Cu单质粉的。     

不同粒度铁粉在金刚石薄壁钻胎体中的影响研究

在金刚石薄壁钻胎体中加入-200目、-300目、-500目、-800目、-1200目等不同粒度的铁粉,经冷压成型、热压烧结机烧结后进行对比测试,分析不同粒度的铁粉对胎体冷压成型性、烧结性、以及烧结后的密度、硬度、抗弯强度的影响,同时在SEM镜下观察添加不同粒度铁粉胎体的断口组织形貌并进行钻孔测试。试验结果表明:胎体的冷压成型性、烧结性、烧结后的密度、硬度、抗弯强度随铁粉粒度的变化有规律地变化;胎体断口的组织形貌也根据添加的不同粒度的铁粉呈现不同的状态;实际钻孔测试随铁粉粒度的变化其速度和寿命都有不同程度的变化。     

烧结工艺对SiC/Cu-Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响

以Cu包裹SiC颗粒为增强体,分别采用真空热压烧结和常压氩气气氛保护烧结方式制备含5%(体积分数)SiC颗粒的SiC/Cu-Al复合材料.研究了不同烧结温度对样品密度、Vickers硬度和弯曲强度的影响.采用X射线衍射、扫描电镜对样品的晶相组成和结构进行了测定.结果表明:热压制品相对常压烧结制品的晶相组织均匀,晶粒细小.热压烧结可以大大提高SiC/Cu-A1复合材料的致密度,最高达到理论密度的99.9%.热压烧结的制品的硬度得到提高,550℃热压烧结的制品硬度最高可达到65MPa,575℃烧结时,其最大抗弯强度为190MPa,断裂机制主要是增强的颗粒断裂和基体撕裂.     

高温热循环对ADZ复相陶瓷性能的影响

以共沉淀法制备了钇稳定氧化锆溶胶,再与Al2O3微粉混合,通过干压成型和常压烧结工艺制备ADZ复相陶瓷。通过检测复相陶瓷的相对密度、硬度、常温抗弯强度和断裂韧性,研究1400℃热循环过程对ADZ复相陶瓷烧结性能、力学性能及微观结构的影响,并通过SEM方法对热循环后试样的微观结构进行表征。结果表明:随着1400℃热循环过程的增加,ADZ复相陶瓷的硬度、抗弯强度和断裂韧性均有不同程度的升高,最高值分别可达16.07 GPa,921 MPa和8.06 MPa·m1/2,提升幅度分别为3%、39%和10%,相对密度在98%以上。物相分析表明有34%的m-ZrO2向t-ZrO2转变,断口穿晶断裂增多。     

钟罩炉和电阻炉烧结金刚石工具胎体性能差异的分析

分别以单质粉和预合金粉设计了配方A和B,并分别采用钟罩炉和真空热压电阻炉对配方A和B的试样块在同样的温度和压力下进行烧结,通过对比分析A、B配方烧结试样的致密度、断口显微形貌、硬度、抗弯强度和断裂时间,研究这两种设备烧结样块性能的差异。实验结果表明,在840℃/25MPa的烧结条件下,铁基配方A钟罩炉烧结样块晶粒长大显著,硬度及抗弯强度明显下降,韧性提高;同样烧结条件下,预合金配方B的钟罩炉烧结样块晶粒长大不明显,硬度及抗弯强度无显著变化,韧性提高。     

烧结工艺对SiC/Cu–Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响

以Cu包裹SiC颗粒为增强体,分别采用真空热压烧结和常压氩气气氛保护烧结方式制备含5%(体积分数)SiC颗粒的SiC/Cu–Al复合材料。研究了不同烧结温度对样品密度、Vickers硬度和弯曲强度的影响。采用X射线衍射、扫描电镜对样品的晶相组成和结构进行了测定。结果表明热压制品相对常压烧结制品的晶相组织均匀,晶粒细小。热压烧结可以大大提高SiC/Cu–Al复合材料的致密度,最高达到理论密度的99.9%。热压烧结的制品的硬度得到提高,550℃热压烧结的制品硬度最高可达到65MPa,575℃烧结时,其最大抗弯强度为190MPa,断裂机制主要是增强的颗粒断裂和基体撕裂。     

以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷

采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷.研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响.在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2(1.0～3.0%)对氧化铝陶瓷烧结性能的影响.通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别.结果表明,1350℃下Al2O3+0.5%MgO+3%MnO2+1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象.烧结体密度达到3.80g/cm3,抗弯强度为243MPa.