Cutting and wear behaviors of TiC based cermets cutter with nano-TiN modification

1　INTRODUCTIONCermethasbeenwidelyusedasatoolmaterialowingtoitsgoodcomprehensivepropertiessuchashighhardness ,hightransverserupturestrength ,goodchemicalstabilityandexcellentwearresis tance[1] .Inaddition ,TiCbasedcermetsappearedin1930sanddevelopedveryquicklyafter 1980s[2 ] .Ear lyTiCbasedcermetscutterfindlimitedapplicationbecauseofitslowermechanicalproperties .Subse quentinvestigationfindsthatadditionofTiNaidstotheimprovementofmechanicalpropertiesbecauseoftherefiningeffectoftheTiCmatr…     

纳米改性金属陶瓷的组织和力学性能

讨论了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷(纳米改性金属陶瓷)的组织与力学性能。结果表明,金属陶瓷组织仍为两相结构(陶瓷相+金属相),其中粗大的陶瓷相为芯/壳结构,即Ti(C,N)芯外包覆有一层硬质相(Ti,Mo,W)(C,N)(即"SS"相)。TEM观察显示,纳米TiN主要在两相或三相晶界上分布。随纳米TiN的增加,纳米改性金属陶瓷的组织明显细化;组织的细化与纳米TiN在TiC/TiC晶界的分布阻止了TiC晶粒的长大有关。抗弯测试表明,抗弯强度在添加8 wt%纳米TiN时达到最大值;抗弯断口显示沿晶断裂为主要的断裂模式。     

金属陶瓷复合材料的应用及市场分析

金属陶瓷材料是基于TiC或Ti（C,N）,以Ni-Mo为金属相的复合材料,具有高硬度、高耐磨性、红硬性以及化学稳定性,因而被广泛用作刀具材料、模具材料以及耐热、耐磨部件。文章分析了在切削刀具领域Ti（C,N）金属陶瓷刀具、硬质合金（WC-Co）刀具等所占市场份额,并分析了Ti（C,N）金属陶瓷刀具应用受限的主要原因。文章还分析了Ti（C,N）金属陶瓷复合材料在热挤压模具方面应用的可行性。     

新型Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的磨损性能

金属陶瓷由于具有优良的综合性能而广泛用作刀具材料.本文研究了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的组织及其在加工正火态45号钢时的磨损性能.结果表明,与传统金属陶瓷相比,新型金属陶瓷的组织更细小.与传统金属陶瓷刀具、Al2O3刀具及YT15硬质合金刀具相比,新型金属陶瓷刀具具有更高的刀具寿命和切削效率,且主要以"磨损"形式失效.     

金属陶瓷热冲击疲劳裂纹形成机制

研究了金属陶瓷热冲击疲劳特性, 重点探讨了裂纹的形成机制。试验结果表明, 随着循环温度的增高, 裂纹形核孕育期缩短, 裂纹扩展速率增大; 随着金属陶瓷中金属相含量的增加, 裂纹扩展速率降低。热冲击疲劳裂纹的形成与微孔洞的形核、长大和连通有关。研究还发现, 金属陶瓷热冲击疲劳断口中存在疲劳条纹。      

纳米增强金属陶瓷的组织及热冲击性能

为了进一步提高金属陶瓷的力学性能及其刀具的高速切削性能, 研究了纳米增强金属陶瓷的显微组织特征和热冲击性能。扫描电镜和透射电镜分析表明: 组织中陶瓷相呈现典型的芯2壳结构特征; 芯为TiC 或Ti (C ,N) , 而壳则为( Ti ,Mo ,W) (C ,N) 固溶体。纳米增强金属陶瓷机制为细晶强化、弥散强化和固溶强化。热冲击实验表明: 随着热循环的进行, 材料中孔洞的数量、孔洞的尺寸以及微裂纹的尺寸随之增大; 同时, 热循环过程中出现的表面氧化、裂纹长大、偏转以及桥接现象也很显著。与常规Ti (C ,N) 金属陶瓷相比, 纳米增强金属陶瓷的抗热冲击性能明显提高。      

2-2型磁电复合薄膜材料研究现状

2-2型磁电复合薄膜材料可以实现磁和电的直接转换,具有较大的磁电转换效应,在电子器件中有着广泛的应用前景。本文详细阐述了有关2-2型磁电复合薄膜的制备及其在铁电、铁磁性能以及磁电耦合效应研究方面的最新进展,并提出了目前磁电复合薄膜研究中存在的问题和进一步的研究方向。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷研究进展

分析了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展、组织结构、性能特点及应用;特别阐述了近年来纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的研究动态和进展,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷未来发展趋势是向超细晶粒(纳米结构化)方向和提高材料的强韧性、可靠性方向发展。     

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。     

原始粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响

对比研究了由不同粒度原始粉末制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的组织及力学性能。研究发现,粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微组织及力学性能有重大的影响。本论文对产生这些影响的原因进行了探讨。