烧结温度对Ti(CN)基金属陶瓷成分和显微结构的影响

本文采用化学分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、多气氛脱胶-烧结一体炉等方法和手段,对Ti(CN)基金属陶瓷压坯在不同温度烧结过程中的化学成分变化,相成分变化、显微组织演变和压坯收缩等进行了系统的研究。在Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中,碳含量和氧含量在1100～1300℃之间快速降低,在1300℃时形成氮分解峰,在液相出现后,氮分解基本上停止,当烧结温度在1500℃以上时,氮的分解加快。TaC相和Mo2C相在1200℃消失,WC相在1300℃消失。因此认为,在800～1350℃之间固相烧结阶段,必须控制好升温速度,最好分段保温;烧结温度不能超过1500℃。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的摩擦磨损研究

本文对Ti(C,N)基金属陶瓷材料的摩擦磨损行为及其磨损机理进行了研究.试验结果表明:与具有相同硬度的WC-Co合金和钢结硬质合金相比,Ti(C,N)金属陶瓷具有优异的耐磨性和较低的摩擦系数,其耐磨性随粘结相含量的增加而降低.Ti(C,N)基金属陶瓷磨损过程中,首先由表面微凸体间相互滑过,发生粘着,犁削,引起磨损,跑合一定时间后磨损由硬质相晶粒剥落控制.     

超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能

利用真空烧结工艺制备了两组含有不同TiN成分的超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片,用不同的切削速度和进给量切削正火45钢,分析了刀具的耐用度、磨损和失效方式等切削性能.结果表明:高速切削时刀具的磨损形式以氧化磨损和扩散磨损为主;在高速进给量大的切削条件下,含TiN低的刀片切削性能好于TiN高的刀片;切削速度对刀具寿命的影响很大;进给量在切削速度较低时对刀具寿命的影响程度要大于切削速度较高时.     

纳米Ti（CN）基金属陶瓷烧结过程中的结构和相变

用分段真空烧结、X射线衍射和背散射扫描电镜研究了纳米Ti（CN）基金属陶瓷在烧结过程中的结构和相成分的演变。结果表明：纳米Ti（CN）基金属陶瓷在900℃以后，Mo2C和TaC开始由于扩散，与Ti（CN）发生固溶反应，在1200℃以前，Mo2C和TaC固溶反应结束，两相均消失。WC在1100℃以后，开始由于扩散，与Ti（CN）发生固溶反应，在1250℃以前消失。在1250℃以后，合金中只有Ti（CN）和Ni（Ni＋Co）两相存在。纳米Ti（CN）粉末与M（M=Mo，W．Ta）反应形成富M的（Ti，M）（CN）固溶体为核，贫M的（Ti，M）（CN）固溶体为环的“亮芯黑环”环形结构，在1350℃即可获得致密的合金。     

预合金化的原材料对（Ti、W）（C、N）—Co金属陶瓷显微结构的影响

用X－射线衍射仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和分析电子显微镜（AEM）研究TiC TiN WC、Ti(C、N）＋WC、（Ti、W）C TiN和(Ti、W)(C、N）不同混合粉末所制造的4种合金。由这种二元混合粉末制备的合金晶粒度比其它合金的要小，但其显微结构不如其它合金的均匀。用WC制造的合金具有核心成份为Ti(C、N）或富钨相，环绕核心的环结特征。热力学计算表明他们是在低氮活性下于900℃的固相烧结过程中形成的。外环的成份与1450℃的液相烧结时的平衡计算是一致的。     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料显微结构与性能研究进展

对国内外近年来有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微结构与性能的研究成果进行了总结。首先,介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的发展史;Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构、力学性能,以及显微结构与其性能的关系等。其次,列举并比较了不同的烧结方法所制备的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的力学性能;结果表明:微波烧结和放电等离子烧结技术在较低的温度就可以成功烧结高硬度、高抗弯强度与断裂韧性高的产品,但实际生产中,这类技术还没有广泛被应用,应用最广的是真空烧结方法。最后介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的今后的研究趋势。     

烧结气氛对Ti（CN）基金属陶瓷饱和磁化强度的影响

用X射线衍射、电子背散射像、钴磁仪和矫顽磁力计分析研究了烧结气氛（真空，N2，Ar）对Ti（C，N）基金属陶瓷合金的化学成分、饱和磁化强度和矫顽磁力的影响。结果表明：金属陶瓷混合料压坯在Ar气、真空、N2气等3种不同的气氛中烧结后，相应合金的碳、氮、氧总量依次增加，相应合金中粘结相的晶格常数依次减小，饱和磁化强度依次增大。Ar气和N2气烧结造成金属陶瓷合金的组织结构不均匀，N2气烧结影响更大，矫顽磁力出现异常。钴磁和矫顽磁力可以作为金属陶瓷合金化学成分和组织结构变化的一个判据。     

纳米晶Ti(CN)基金属陶瓷的研究

对纳米晶Ti(CN)基金属陶瓷进行了初步的研究;与较粗Ti(CN)基金属陶瓷相比,纳米Ti(CN)基金属陶瓷表现更加均匀的球形结构;由于细化的结构和强化的粘结相,纳米结构金属陶瓷具有不同的韧化机理,其断裂韧性要比微米金属陶瓷提高50%。     

CeO2添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备了(56-x)Ti(C0.5,N0.5)-20WC-3.5Mo2C-20(Co+ Ni)-xCeO2(x=0,0.05％,0.1％,0.2％)系列金属陶瓷,研究了CeO2添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响.结果 表明:添加适量的CeO2有利于Ti(C,N)金属陶瓷显微组织细化,...     

Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构演化的蒙特卡罗模拟研究

应用计算机仿真研究陶瓷材料烧结过程中微观组织结构演化,具有减少实验次数、降低成本、提高效率的优点,以达到控制与预测产品质量的目的。本文应用蒙特卡罗模拟方法,通过Matlab平台开发模拟程序,对Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结过程中晶粒正常生长的过程开展模拟研究。然后,应用真空烧结实验制得的Ti(C,N)基金属陶瓷样品,应用扫描电子显微镜观察其背散射下的显微结构,将模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,应用蒙特卡罗法基于Matlab开发的程序能够正确模拟Ti(C,N)基金属陶瓷晶粒生长现象,随着模拟步长的增长,显微组织趋向于亚稳态后晶粒的生长速度开始趋缓慢;晶粒的整体数目随着模拟时间的增加不断减少,而平均晶粒尺寸明显增大,小晶粒变小或被吞噬,大晶粒不断长大,与实际晶粒长大的微观变化特征较为吻合。     

Ti(CN)基金属陶瓷微观组织的研究

用X－射线，电子探针及磁性测量等手段对Ti（CN）基金属陶瓷切削刀具的显微组织进行了系统分析，以瑞典山特维克同类刀具与国产刀具进行对比，发现国产刀具中Co-Ni粘结相中出现了无磁性的Ni3TiC相，从而降低了材料的磁饱和、矫顽磁力及抗弯强度。Ni3TiC的出现与烧结气氛有关，是烧结时材料脱碳的结果。文章对材料中的硬质相、粘结相等进行了微区成份定量分析，确认了各元素的分配状况。对于轻元素氮的分市则采用了X－射线波谱仪对刀具断面进行扫描，发现与国外名牌产品相比，国产刀具中氮的分布欠均匀。     

微米／纳米Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研制

系统研究了添加纳米级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。通过对微观结构观察和分析,可以看出,纳米Al2O3的添加细化了基体的晶粒,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。     

分形几何与Ti（C,N）基金属陶瓷的断裂

本文介绍了分形维数及其在材料断裂科学中的某些应用，用扫描电镜观察了大量金属陶瓷断口，用图象仪测量了断口的分形维数，研究了金属陶瓷在室温三点弯曲条件下，断裂表面的分形维数与横向断裂强度以及微观组织之间的关系。实验结果表明，横向断裂强度σｂｂ的对数值随分形维数ＤＦ增加呈单调上升的直线关系，显微组织的变化对分形维数有重要影响，分形维数与断裂机制之间存在一定的对应关系。     

添加剂碳粉在Ti（c,N）基金属陶瓷中的行为与作用

Ti(c,N)基金属陶瓷是由粘结相粉末、硬质相粉末和添加剂粉末通过粉末冶金的方法而制备的。各组无粉末的加入量,决定了材料的最终成分,进而影响材料的组织和性能[1,2]。本文主要介绍添加剂碳粉量对 Ti(c.N)基金属陶瓷组织性能的影响。碳粉的加入量受原料粉末中氧和 MO 粉添加量的影响。碳粉的加入量,一方面要确保形成 MO_2C 和脱氧所需的碳量,使烧结后的组织处于两相区内;另一方面还要使金属陶瓷中的     

Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的高速切削性能与磨损机理

使用不同C与N摩尔比的Ti（C, N）固溶体粉末作为基体材料,采用真空烧结工艺研制两种Ti（C, N）基金属陶瓷刀片试样,并考察两种刀片试样和日本住友T1200A在不同的切削速度下干式车削20CrMn工件的切削性能。利用扫描电子显微镜分析刀具前、后刀面的磨损形态和显微结构,阐述Ti（C, N）基金属陶瓷刀具高速切削磨损机理。结果表明：高速切削时Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的主要磨损形式是粘结、氧化和扩散磨损;减小Ti（C, N）固溶体中C与N的比值可改善Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的耐磨性。     

球磨工艺对Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响

本文系统地研究了球磨工艺对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷组织和性能的影响，试验结果表明，球磨工艺对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）金属陶瓷组织和性能有限大影响，高的球料比、适当的球磨时间及球磨转速有利于细化粉未粒度、改善组织均匀性、降低烧结组织中石墨及孔洞数量，进而提高硬度和强度。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的芯-壳显微结构与性能研究

以TiC、TiN为原料,Ni、Co为粘结剂,WC、Mo2C、TaC、C、Cr3C2为添加剂,采用真空热压烧结工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料。借助于SEM、EDS和XRD分别分析其显微结构、组成和物相,并测试其性能。结果表明:按配方(质量分数,%):TiC:41.2,TiN:10,Ni:7,Co:7,Mo2C:12,WC:15,TaC:6,Cr2C3:0.8,C:1配料,在1450℃,30MPa热压制得的试样晶粒细小,具有完整的芯-壳显微结构。其主要性能为:相对密度99.12%,维氏硬度22.74GPa,断裂韧性10.1MPa·m1/2,抗弯强度1192.83MPa。     

纳米Ti(CN)基金属陶瓷烧结收缩和化学成分的变化

采用分段真空烧结和化学分析等研究了纳米Ti(CN)基金属陶瓷压坯在烧结过程中的收缩行为、化学成分和性能的演变。实验表明:纳米混合料的压坯在低温下由于压制应力释放和剧烈的还原脱气(氧)反应造成压坯膨胀;压坯中出现液相的温度比微米Ti(CN)粉末压坯的要低50℃。由于高温氮的分解,造成合金在温度达到1 400℃以后不但不收缩,反而膨胀;纳米Ti(CN)混合料压坯中的总碳含量和氧含量在600℃后逐步下降;压坯中的氧含量在1 100~1 300℃时迅速下降,压坯中的氮含量在1 100℃以后才开始下降,在液相出现前形成高峰,氮含量越高,氮的损失越大。纳米混合料的压坯必须经过压力烧结后才能获得高致密的合金,其断裂韧性要比微米金属陶瓷提高50%。