缺口对金属陶瓷热冲击疲劳的影响

缺口对４０％ＮｉＴｉ（Ｃ，Ｎ）金属陶瓷热冲击疲劳有很大影响，缺口试样裂纹形核孕育期均短于无缺口试样；随缺口角度的增加，裂纹扩展速率增加，对于２０℃水、２０号机油和１０％聚乙稀醇（ＰＶＡ）水溶液３种冷却介质，后者的裂纹孕育期最长，裂纹扩展速率最慢     

Ti（C,N）基金属陶瓷磨损特性的研究

研究了Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的磨损特性，结果表明，与具有相同硬度的ＷＣＣｏ硬质合金ＹＧ２０和钢结合金ＧＴ３５相比，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷具有更低的摩擦系数和更高的耐磨性。金属陶瓷的稳定磨损阶段很长，其耐磨性随粘结相Ｎｉ含量的增加而降低。讨论了金属陶瓷的磨损机理。     

Mo添加量对纳米改性金属陶瓷显微组织的影响

研究了Mo添加量对铣削用TiC-FiN(nm)-WC-Mo2 C-Ni-Co金属陶瓷的组织特征、力学性能和断口形貌的影响。结果表明，金属陶瓷的组织为典型的两相结构特征，其中陶瓷相的芯，壳结构(core／rim structure)与溶解析出机制有关。少量Mo的加入能提高材料的力学性能。断口SEM分析表明：断裂机理为典型的混合型断裂(穿晶断裂和沿晶断裂)，金属相存在着明显撕裂的痕迹。     

包裹型SiO2/Al复合粉体的制备及烧结性能研究

为了克服金属陶瓷两相分布不均、界面不润湿和难以烧结致密等难题,采用球磨技术将增强相均匀包裹在基体材料表面,研究包裹型SiO₂/Al复合粉体的球磨制备工艺及其烧结性能,提高金属陶瓷的综合性能。结果表明,随着球磨时间的延长,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,球磨6 h获得的复合粉体比表面积最大,达到8.1 m2·g?1。随着球料比的增大,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,说明SiO₂包裹在Al粉表面的量呈现先增多再减少的趋势。随着球磨转速的增大,SiO₂/Al复合粉体比表面积先增大后减小。随着烧结温度的提高,SiO₂/Al金属陶瓷表面硬度先增高后降低,在烧结温度为900 ℃时,SiO₂/Al金属陶瓷的表面硬度达到最高。球磨时间为6 h,球料比为2:1,球磨转速为360 r·min?1,烧结温度900 ℃可以获得性能较佳的SiO₂/Al金属陶瓷。     

基于正交试验和BP神经网络的Ti(C,N)基金属陶瓷成分及性能研究

本文针对真空烧结气氛下制备的Ti(C,N)基金属陶瓷,借助正交试验方法探究了黏结金属Co+Ni含量及Co/Ni比例、钨钼碳化物添加量及WC/Mo₂C比例、Ti(C,N)含量和钛钨固溶体添加比例等因素对金属陶瓷性能的影响。通过极差分析法确定了各因素对金属陶瓷性能的影响权重。研究表明黏结金属Co+Ni含量是影响金属陶瓷硬度的最主要因素,其次是黏结金属Co/Ni比例和钨钼碳化物添加量。黏结金属Co+Ni含量也是影响金属陶瓷断裂韧性的最主要因素。随后以正交试验的数据建立了BP神经网络预测模型,结合补充试验和模型修正获得了最优试验硬度HRA为91.6、断裂韧性K_IC为10.03 MPa·m^1/2,预测了Ti(C,N)基金属陶瓷最优成分组合下的HRA-K_IC(MPa·m^1/2)函数关系为：HRA=-0.71K_IC+98.5,同时还获得了在最佳硬度-断裂韧性组合下Ti(C,N)基金属陶瓷黏结金属Co+Ni含量、Co/Ni比例、钨钼碳化物添加量和WC/Mo₂     

WC含量对激光熔覆NiCrBSi-WC复合涂层显微结构及力学性能的影响

目的 为盾构、勘探及采矿等高载荷严苛磨损条件下的构件表面防护提供一种新的涂层方法。方法 以激光熔覆技术为手段,在NiCrBSi粉末中混入30%~80%（体积分数）的球形WC颗粒,用以制备NiCrBSi-WC复合涂层。研究了WC颗粒含量对涂层显微组织形成、硬度、断裂韧性和耐磨性的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微组织;通过显微维氏硬度计测试涂层的硬度;通过压痕法测试涂层的断裂韧性;采用磨粒磨损试验表征涂层的耐磨性。结果 当WC颗粒体积分数低于60%时,熔融金属的黏度较低,密度更大的WC颗粒会沉淀,导致涂层表层的WC颗粒含量较低;当WC颗粒体积分数介于60%~80%时,WC颗粒在涂层内均匀分布,涂层内无气孔及裂纹等缺陷。当WC颗粒体积分数达到80%时,熔体黏度过大,使气体难以及时逸出,在涂层内形成大量气孔。随着WC体积分数由30%上升到80%时,涂层的平均硬度由67HRC提高到85HRC。涂层的断裂韧性随WC含量的提高,出现先升高后下降的反常现象。60%WC含量的复合涂层表现出最佳的耐磨性,比滚刀常用材料H13钢提高约9倍。结论 采用常规激光熔覆技术时,添加40%~60%范围内的硬质陶瓷颗粒,可获得硬质颗粒分布均匀且耐磨性与抗冲击性能优异的复合涂层。     

基于线性回归和神经网络的金属陶瓷激光熔覆层形貌预测

目的研究激光熔覆关键工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)与单道熔覆层宏观形貌(宽度、高度、熔池深度)之间的数量关系,以实现对WC-Co50复合熔覆层形貌的预测,从而为牙轮钻头的修复提供参考。方法设计不同的实验参数,利用4k W光纤激光器在牙轮钻头钢15MnNi4Mo表面熔覆单道WC-Co50复合涂层。采用工业显微镜观察单道熔覆层的横截面宏观形貌,并测量其三维尺寸。在上述形貌参数的基础上,分别运用多元线性回归分析和人工神经网络方法,建立关键工艺参数与熔覆层宏观形貌之间的关系模型,并将实验结果与模型预测结果进行对比。结果总体来讲,神经网络对熔覆层形貌的预测结果更为精确,平均相对误差为5.3187%;多元线性回归分析预测的平均相对误差为6.0028%。分析表明,对熔覆层宽度的预测结果最精确,两种方法的平均相对误差仅为1.2999%;对高度及熔池深度的预测结果稍差,平均相对误差分别为8.0586%和7.6237%。结论两种预测方法都具有较高的精度,但神经网络法函数关系不明确,运算过程复杂,需要通过进一步的算法优化来提高预测精度。     

改性金属模具材料的研究

以微米TiC、Ti N为主要原料,微米Y-Zr O2作为添加剂,微米Mo粉作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了金属陶瓷模具材料。测试和分析了烧结样品的抗折强度、硬度以及断裂韧度等性能,采用SEM对最佳烧结样品的显微结构进行了分析。结果表明,最佳烧结温度为1 500℃,当添加50%Ti C、20%Ti N、10%Y-Zr O2以及20%Mo粉时,所制备金属陶瓷模具材料性能最佳,抗折强度为656 MPa,硬度为10.79 GPa,断裂韧度为11.16 MPa·m1/2。显微结构分析显示Y-Zr O2颗粒在基体材料晶界处起微裂纹增韧作用。     

钛钒的量之比对(Ti,V)C基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

以TiC、VC、Co、Ni为原料,通过粉末冶金的方法制备了(Ti,V)C基金属陶瓷,结合XRD、SEMEDS及力学性能测试研究了n_(Ti)/n_V对(Ti,V)C基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响以及(Ti,V)C基金属陶瓷烧结后的物相变化。结果表明:经高温烧结后TiC和VC固溶形成立方相(Ti,V)C。当n_(Ti)/n_V从4增加到15.75时,(Ti,V)C基金属陶瓷的硬度变化波动较小,抗弯强度先增加后降低。当n_(Ti)/n_V=7.35时,(Ti,V)C基金属陶瓷的显微组织得到细化,抗弯强度为1 237 MPa,维氏硬度为1 444 N/mm~2,综合力学性能较佳。