纳米TiN提高金属陶瓷刀具耐磨损性能的机理研究

研究纳米TiN显著提高TiC基金属陶瓷刀具耐磨损性能的机理。结果表明 ,纳米TiN在晶界上的分布阻碍了TiC晶粒的长大 ,细化了金属陶瓷组织 ,提高了强度、硬度等力学性能 ,使金属陶瓷刀具的耐磨损性能提高。     

金属陶瓷刀具研究有重大创新

合肥工业大学材料学院刘宁教授主持研究的国家科技攻关重大项目《纳米TiN(即纳米氮化钛)、AIN(即氮化铝)改性的TiC(即碳化钛)基金属陶瓷刀具制造技术》,于2000年12月9日通过安徽省科学技术厅的鉴定。专家们认为该研究全面、深入、系统,在纳米TiN添加改性、纳米TiN分散、最佳添加量优化等方面的研究突出,是金属陶瓷刀具研究领域的一项重要创新,开拓了纳米材料的新应用领域,其总体研究成果达到国际先进水平。 　　该项目研究纳米TiN改性TiC基金属陶瓷材料,在金属陶瓷中主要加入纳米氮化钛以后可以细化晶粒,晶粒细小有利于提高材料的强度、硬度,同时断裂韧性也得到提高,这对开发和研制新型刀具材料具有重要的意义。同时,研究表明纳米AIN对刀具材料的发展也将起到积极的推动作用。研制的纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具具有优良的力学性能,是一种高技术含量、高附加值的新型刀具,经用户4个多月的应用表明,该刀具可部分取代YG8、YT15等硬质合金刀具,刀具切削寿命提高2倍以上,生产成本与采用YG8刀具相当或略低,市场前景广阔,经济效益和社会效益显著。     

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 ,此时其主要失效形式为粘结磨损     

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能研究

研究了纳米TiN改性TiC金属陶瓷刀具（纳米改性金属陶瓷刀具，下同）与普通Ti（C，N）基金属陶瓷刀具及硬质合金刀具在切割正火态45钢时的磨损曲线及磨损机理。结果表明：纲米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的效果明显；与硬质合金刀具相比，纳米改性金属陶瓷刀具优良的综合性能使其具有更同的耐磨性。刀具的失效形式主要是磨损及崩刃。     

纳米HfC对微波烧结TiB2基金属陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的影响

采用微波烧结技术快速制备一种力学性能良好的TiB₂基金属陶瓷刀具材料,研究了纳米HfC含量对金属陶瓷力学性能和微观组织的影响,分析了微观组织和力学性能之间的关系,揭示了纳米HfC对金属陶瓷刀具材料的增强补韧机理。结果表明：加入纳米HfC可显著提高材料的断裂韧度和抗弯强度,含20wt.%HfC的金属陶瓷断裂韧度和抗弯强度相较于未加HfC的断裂韧度和抗弯强度分别提高了36.7%和45.4%,断裂韧度高达10.68MPa·m^1/2±0.30MPa·m^1/2;随着纳米HfC含量的增加,TiB₂基体晶粒由粗大、无规则形状向细小、矩形形状转变,平均晶粒尺寸可缩小到原来的1/2.6;TiB₂-TiC-HfC金属陶瓷的主要增强补韧机理为细晶强化、颗粒弥散强化、固溶强化、裂纹偏转和钉扎效应。     

纳米TiN改性TiC基金属陶瓷可转位刀片研究

阐述了用纳米TiN改性对TiC基金属陶瓷力学性能的影响，用自行研制的纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷可转位刀片与YT15、YT8及未改性的TiC基金属陶瓷刀片进行了对比性的切削试验。结果表明纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀片具有优良的综合切削性能，生产应用具有广阔的前景。     

纳米氮化钛陶瓷刀具研制成功

近日，安徽省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。     

纳米金属陶瓷刀具高速干切削性能的研究

纳米(TiC,N)金属陶瓷具有优良的物理、力学性能和耐磨性能,因而可被用于高速切削中。文中研究了新型纳米金属陶瓷刀具在切削正火态45钢时的切削性能及磨损机理。结果表明,金属陶瓷刀具适用于较高速度下的切削,刀具失效形式主要为磨损。     

信息与动态

金属陶瓷刀具研究有重大创新合肥工业大学材料学院刘宁教授主持研究的国家科技攻关重大项目《纳米ＴｉＮ(即纳米氮化钛)、ＡＩＮ(即氮化铝)改性的ＴｉＣ(即碳化钛)基金属陶瓷刀具制造技术》,于2000年12月9日通过安徽省科学技术厅的鉴定。专家们认为该研究全面、深入、系统,在纳米ＴｉＮ添加改性、纳米ＴｉＮ分散、最佳添加量优化等方面的研究突出,是金属陶瓷刀具研究领域的一项重要创新,开拓了纳米材料的新应用领域,其总体研究成果达到国际先进水平。该项目研究纳米ＴｉＮ改性ＴｉＣ基金属陶瓷材料,在金属陶瓷中主要加入纳米氮化钛以后可以…     

纳米金属陶瓷刀具在绿色制造中的应用

以纳米TiN(3 0～ 5 0nm)改性金属陶瓷刀具为研究对象 ,通过实验测得该刀具物理性能及其在较高切削速度 (Vc =2 0 0m/min以上 )下干切削 45钢时的切削性能     

超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷刀的磨损性能研究

研究了两种超细晶粒纳米改性Ti（C，N）基金属陶瓷刀具——44Ti（C，N）-5TiN（nm）-15WC-16M02C-20Ni（刀具A）和39Ti（C，N）-10TiN（nm）-15WC-16M02C-20Ni（刀具B）在加工正火态中碳钢时的切削性能和磨损机理。研究表明，两种刀具材料的显微组织都由金属相与陶瓷相组成，其中粗大的陶瓷相呈典型的芯／壳结构，陶瓷相晶粒尺寸为400～800nm。切削实验表明，刀具A的切削性能要优于刀具B，刀具A常以后刀面正常磨损的方式失效，刀具B则常以破损崩刃的方式失效。能谱（EDS）分析表明，高速切削时金属陶瓷刀具主要的磨损机制是扩散磨损和氧化磨损。     

微米/纳米Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的研制

在试验的基础上系统研究了纳米级Al2O3的含量对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明,纳米Al2O3的添加可大幅提高Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能,特别是硬度和断裂韧性明显提高,克服了Ti(C,N)基金属陶瓷硬度较低的缺点,扩大了其应用范围。通过对材料微观结构的观察和分析,认为纳米Al2O3的添加细化了基体晶粒,主要断裂模式为穿晶断裂,晶粒的细化和断裂模式的改变是材料力学性能提高的主要原因。     

纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具切削试验与分析

通过切削试验 ,研究了纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具在切削 40Cr和正火态 45钢时的切削性能和失效形式。结果表明 ,该种刀具有良好的切削性能 ,可用于较高速度下钢的切削 ,其主要失效形式为磨损。     

内燃机活塞用稀土共晶Al-Si合金中稀土加入量的试验研究

试验从力学性能,线膨胀系数,磨损性能三方面综合研究了稀土加入量对内燃机活塞用共晶Al-Si合金机械性能的影响,对稀土加入量进行了优化,从而使新研制的稀土共晶铝硅活塞合金获得优良的机械性能。     

Elevated temperature diffusion self-lubricating mechanisms of a novel cermet sinter with orderly micro-pores

A special self-lubricating mechanism of a novel kind of cermet sinter consisting of orderly micro-pores has been investigated at elevated-temperature. Solid lubricant can be stored in these orderly micro-pores and can diffuse to frictional surfaces to provide lubrication. Experiments show that when soft metal, such as Pb or Ag, is used as the solid lubricant the frictional coefficient of the cermet can be decreased about 60–65% compared with no such additives. Because of the controlled porosity (e.g. less than 20%), the side effects of such a micro-pore structure on the material mechanical properties (e.g. crushing strength) can be very limited. Obviously, because of the excellent lubricating property and the impressive loading capacity, such a kind of self-lubricating cermet sinter will have extensive potential uses, such as for heavily loaded bearings in metallurgy equipments.By using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray analysis (EDX), the differences between the diffusing processes of Pb and Ag are observed and discussed to give more details on this self-lubricating mechanism.     

AlN含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了AlN添加量(0,1%,2%,3%,质量分数)对Ti(C,N)基金属陶瓷硬度、抗弯强度以及抗氧化性能的影响。结果表明:不同AlN添加量下的金属陶瓷主要由Ti(C,N)、Ni3Al和镍相组成;随着AlN添加量增加,金属陶瓷的硬度增大,抗弯强度先增大后减小,AlN添加量为2%时达到峰值;与未添加AlN相比,添加2%AlN金属陶瓷的氧化质量增加较慢,氧化膜结构更致密,抗氧化性能更好。