Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用

概述了近年来Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用研究成果,分析指出,研究的关键在于提高Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性,同时在保证材料性能的前提下不用或少用钴等稀缺资源,对该材料的发展具有重要意义.     

烧结钕-铁-硼永磁材料的研究进展

钕-铁-硼磁体被称为第三代稀土永磁材料,烧结钕-铁-硼磁体是目前综合磁性能最高的永磁材料。介绍了烧结钕-铁-硼磁体的研究现状、应用领域,阐述了烧结钕-铁-硼磁体的有关理论及先进生产工艺的特点,重点分析了低氧湿压、片铸、放电等离子烧结等工艺的特点,指出了目前国内烧结钕-铁-硼磁体存在的主要问题及今后的研究方向。     

TiN/TiAIN涂层的断裂韧性研究

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基和WC基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN涂层,利用维氏硬度计对涂层进行压痕试验;通过测试压痕周围的裂纹长度和数目,用裂纹密度β来评价涂层的断裂韧性.结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷基体上TiN/TiAlN涂层的裂纹密度为4558,比WC基金属陶瓷基体上涂层的裂纹密度低.TiN/TiAlN涂层的压痕形貌中,涂层没有剥落,只有沿压痕应力角径向显微裂纹和压痕四周的侧向显微裂纹,不同基体其压痕裂纹特点也不同.Ti(C,N)基金属陶瓷基体上涂层的径向裂纹非常短,并有裂纹偏转现象,侧向裂纹很长.WC基金属陶瓷基体上涂层的径向裂纹很长,非常平直,侧向裂纹很短.     

稀土元素Y对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

研究了稀土元素 Y对 Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和性能的影响。 Y在 Ti(C,N)基金属陶瓷中可以起到净化粘结相 /硬质相界面的作用 ,并使其包覆层的厚度略有增加 ,从而使硬质相颗粒得到细化。当 Y含量为 0 .8wt%时细化效果最明显 ,此时 Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度值最大。     

TiC系耐热钢结硬质合金研究

研究了以 Ti C为硬质相 ,相当于热作模具钢 (H 13)为粘结相的耐热钢结硬质合金。测试了在不同淬火温度下和高温回火状态下的硬度和部分机械性能及显微组织。证明该合金有进一步研究和实际应用的价值。     

微米级和亚微米级Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能

对用微米级和亚微米级基金属陶瓷的显微组织和性能进行了研究,发现这两类金属陶瓷的显微组织均由三部分组成：芯部为黑色,具有明显包覆层的陶瓷颗粒,芯部为白色,包覆层不明显的陶瓷颗粒和粘结相,但对于亚微米级的金属陶瓷,其芯部为白色的陶瓷颗粒的数目要比微米级的金属陶瓷多,其断裂韧略有下降,但其抗弯强度高高出许多,另外通过EDA和X射线衍射分析,得到了这两类金属陶瓷显微组织的形成机制。     

激光扫描对Ti(C,N)基金属陶瓷表面烧结结构的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷试样.利用5 kW横流CO2激光加工机,在激光功率为3.0 kW,光斑直径φ5 mm,扫描速度为5～30 mm/s,采用氩气保护条件下,对Ti(C,N)基金属陶瓷试样表面进行了处理.扫描电镜和电子探针的分析结果表明,激光扫描条件下,试样表面烧结结构中颗粒相的形态钝化,棱角变钝,多角形向椭球形转化,并发生了颗粒相的溶解烧损与分布状态的重排,颗粒相细化的同时,其分布变得均匀.在激光作用下,颗粒相之间及其与基体粘结相之间存在明显的交互作用,从结合强度上讲,使粘结相与硬质相能较好地结合,实现较大的结合强度.从力学性能分析,这对金属陶瓷韧性的提高非常有利,并增强了金属陶瓷表面层的抗颗粒相剥落性能,这些性能对刀具刃口使用性能的改善十分有益.(OE19)     

原始粉末尺寸对Ti(C,N)基金属陶瓷烧结特性和组织结构的影响

用热分析仪、扫描电镜和透射电镜对主要硬质相分别以亚微粉、亚微粉与纳米粉的混合粉(以下简称混合粉)、纳米粉为原料制成的Ti(C，N)基金属陶瓷的烧结特性、组织结构和性能进行了研究。结果表明：主要硬质相TiC、TiN的粉末粒度越细，金属陶瓷的液相点越低，并且其快速致密化过程开始得越早，但主要硬质相全为纳米粉时，最终无法使其达到较高的致密度。用亚微粉制得的金属陶瓷具有常规金属陶瓷的典型结构，即“黑芯--白壳”。用纳米混合粉制得的金属陶瓷，没有明显Rim相的小颗粒和具有“白芯--黑壳”结构的小颗粒的数量大大增加，而具有“黑芯--白壳”结构的大颗粒的数量没有明显的增加。部分纳米粉的加入使金属陶瓷的综合力学性能得到了较大的提高。     

搅拌球磨制备亚微米晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷

用搅拌球磨方法制备了亚微米TiC-TiN-WC-Mo-Ni-C金属陶瓷复合粉，并烧结成亚微米晶粒Ti(C,N）基金属陶瓷；研究了原始粉末粒度，磨球大小，球磨时间对复合粉粒度的影响，研究了球磨过程中氧和铁元素对粉末的污染情况；并对烧结合金的组织，性能进行了分析，表明亚微米晶粒Ti(C,N）金属陶瓷的性能优良。     

Ti（C,N）基金属陶瓷中碳化物的界面行为

讨论了Ti(C,N)基金属陶瓷中碳化物的组织结构、界面行为,以及微量元素和工艺因素对碳化物界面行为的影响,并结合所从事科研的进展,提出了Ti(C,N)基金属陶瓷相界面层微晶结构形成的必要条件:①碳化物相的微晶化;②冷却过程中的成分过冷。从而在微晶化过渡层形成理论及控制方法的指导下,使金属陶瓷的韧性得到提高,性能稳定性得到改善。