Ti(C,N)基金属陶瓷的研究

研究了合金组织及其含量、烧结工艺、热等静压等对Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）基金属陶瓷性能的影响。氮的加入形态、Ｎ／Ｃ、钼、镍、碳对合金性能都有影响。其中,Ｎ／Ｃ比值影响粘结相、硬质相的晶格常数及钼在粘结相和ＳＳ相的溶解量。当ＴｉＮ质量分数增加到２６％或镍质量分数增加到２５％时产生Ｎｉ３Ｍｏ相,缺碳则出现Ｎｉ３Ｔｉ相。真空烧结温度超过１４５０℃,ＴｉＮ分解,造成合金收缩率下降。热等静压处理后,抗弯强度提高了７０％     

Ti(C,N)基金属陶瓷合金铣削性能研究

采用传统的粉末冶金方法制备了具有非典型芯壳结构的Ti(C,N)基金属陶瓷棒材,然后把金属陶瓷棒材加工成4刃平头立铣刀,将其与传统的涂层硬质合金铣刀用在MAZAK数控机床上,进行针对304不锈钢的切削性能对比试验,并采用SEM和超景深显微镜观察铣刀的组织和刃口的形貌。经过比较得出,在切削速度为90 m/min、切深6.0 mm、切宽0.3 mm、每齿进给量0.03～0.06 mm的条件下,金属陶瓷立铣刀的使用寿命是硬质合金涂层刀具的6～10倍,且加工件的表面光洁度也更好。     

Ti(C,N)基金属陶瓷合金成分与性能研究进展

介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的基本组成和典型结构,概述了Ti(C,N)基金属陶瓷合金成分对组织结构和力学性能的影响,总结了Ti(C,N)基金属陶瓷的研究现状,并展望了其发展前景。     

Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的Weibull分析

作为金属切削工具材料,Ti(C,N)基金属陶瓷强韧性的可靠性是制约其推广应用的主要因素。由于Ti(C,N)基金属陶瓷比WC基硬质合金脆性更大,其强韧性对内外缺陷更敏感,抗弯强度分散性更大,使用时,极易出现突然断裂,失效可预测性低。本文采用Weibull统计强度理论以及双样本t检验的方法对工业化批量生产的Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度(TRS)的可靠性及其主要影响因素进行分析。结果显示,物料批次、烧结炉次(烧结气氛)对抗弯强度的分散性有显著影响。同物料批次、同炉次烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷样本的抗弯强度具有较大的Weibull模数,最高可达m=41.64,而多物料批次、多炉次烧结样本的抗弯强度的分散性较大,Weibull模数约为10~15,特征强度约为(2350±150)MPa。抗弯强度的Weibull分布还受到样品尺寸的影响,小尺寸样品的特征强度更大,但Weibull模数更小。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的发展现状及趋势

介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的基本组成和结构，综述了Ti(C，N)基金属陶瓷的显微组织、添加成分和制备工艺的研究进展，指出了Ti(C，N)基金属陶瓷的应用和发展方向。     

Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

将Ti(C_5N_5)、Mo_2C、Ru、Ni粉末混合后,通过粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响及机理。结果显示,掺Ru后的Ti(C,N)基金属陶瓷组织呈现出芯-环结构;随着Ru含量的增加,主体晶粒得到细化,同时粘结相趋于均匀化;Ru含量的变化对Ti(C,N)基金属陶瓷粘结相浓度梯度产生了影响,梯度层厚度随Ru含量的增加先增厚后减薄;含1.5%Ru的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性和维氏硬度分别达到9.9 MPa·m~(1/2)和1 500 HV_(10)。掺Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能的改善具有突出效果,与其强化陶瓷的粘结相有关。     

医用Ti(C,N)基金属陶瓷刃具的耐蚀性研究

根据外科刃具材料的性能要求，设计并制备了用于科刃具的Ti(C,N)基金属陶瓷。通过在两种医疗消毒介质中的腐蚀实际，评价了该材料的耐蚀性，并讨论了基分别在两种消毒介质中的腐蚀机理，结果表明，Ti(C,N）基金属陶瓷具有良好的耐蚀性，其在医疗消毒用次氯酸盐溶液中主要为电化学腐蚀，耐在H2O2水溶液中则以氧化腐蚀为主。     

Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料的制备

介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料的主要制备技术，即真空烧结后氮化处理和直接在N2气氛中烧结；对两种技术所制得的金属陶瓷的成分分布，表层及过渡层的组织和性能特点进行了总结；并结合热力学计算结果，论述了其显微组织的形成机理；最后对今后的研究方向提出了建议。     

双芯环结构Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备与性能研究

采用固相化学反应与碳热还原氮化相结合的方法, 将W、Mo、Ta等重金属元素与(C, N)复合, 制备得到(W, Mo, Ta)(C, N)粉末, 并利用高能球磨机与Ti(C, N)基体进行混合, 再经压制成型、低压烧结制备出具有双芯环结构的Ti(C, N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析双芯环结构对Ti(C, N)基金属陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明, 在高温烧结过程中, 通过Ostwald溶解–析出机制所形成的双芯环结构可以阻止裂纹扩展, 达到增韧效果; 结果说明, 可通过优化Ti(C, N)基金属陶瓷材料的芯环结构, 达到增加金属陶瓷材料韧性的目的。     

原始成分组成对Ti(C,N)基金属陶瓷烧结性能的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了原始成分组成对材料烧结特性和力学性能的影响规律。结果表明:保持Mo/(Mo+Ni)为定值,随着硬质相成分的增加,烧结体抗弯强度降低,硬度增加;硬质相成分TiN含量超过一定阈值时,烧结体疏松导致硬度和抗弯强度同时大幅下降;TiN含量保持定值,硬质相成分含量增加,烧结体硬度增加,抗弯强度下降;粘结相成分用Co部分替代Ni,随Co含量的增加,烧结体硬度略有升高的基础上抗弯强度升高。     

Ti(C,N)基金属陶瓷中过渡族金属碳化物添加剂的研究进展

简述了Ti（C，N）金属陶瓷的典型结构，着重介绍了过渡族金属碳化物添加剂（如纳米TiC／TiN、MozC、WC、TaC、NbC、VC、Cr3C2等）对Ti（C，N）金属陶瓷材料微观结构和力学性能的影响。指出通过合理添加金属碳化物添加剂，可望制备出综合性能优异的Ti（C，N）金属陶瓷。     

粘结相成分对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及性能的影响

研究了以Co或Cr部分或全部代替Ni对TiC-TiN-WC-Mo-20%粘结相体系Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响。结果表明:以Co或Cr部分或全部代替Ni不会从根本上改变Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构,但环形相和粘结相的合金成分会有所变化;随Co或Cr含量的增加,合金的硬度增加,但强度和韧性有所下降;对于不同粘结相体系的合金,硬度相同时,以Co或Cr部分或全部代替Ni对合金断裂韧性的影响不大。     

碳热还原法制取Ti(C,N)的热力学原理

分析了以TiO2为原料，用碳热还原法制取Ti（C，N）的热力学原理。结果表明钛氧化物的还原是逐级进行的，反应过程伴随着相变，当TiO2粉末和C粉末均匀混合时还原碳化反应主要依赖于CO／CO2传质的气固反应，当TiO2颗粒表面被C包膜时主要是碳和钛氧化物之间的固固反应，当TiO2粉末和C粉末混合压球时则两种反应机理均有。升高温度有利于还原进行，钛氧化物的开始还原温度随气相中的CO分压降低而降低。Ti（C，N）中的C，N含量取决于温度和N2压力。     

WC粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了WC粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷Ti(C_(0.7)N_(0.3))-15%WC-15%Ni显微组织和性能的影响。研究结果表明,降低WC粉末粒度后组织中出现了大量的白芯-灰环结构的晶粒,总体晶粒度均匀并得到细化(2μm以下)。细化的WC粉末不仅使WC的溶解速度增大,Ti(C,N)的溶解速度也增大。细化WC粉末粒度可以提高金属陶瓷的硬度,但是断裂韧性却有所下降。     

SiC晶须增韧Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的研究

主要研究了不同的SiC晶须(简称SiCw)加入量和真空烧结温度对Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料性能的影响,并对SiCw的增韧机理进行了探讨.结果表明:在SiCw的质量分数为15%、真空烧结温度为1470℃时,SiCw增韧Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的综合力学性能最佳;材料中存在裂纹偏转、裂纹桥接和晶须拔出等增韧机理.