Ti(C,N)系结合剂PCBN复合片制备及性能研究

以Ti(C,N)为主结合剂,添加不同物质制备高韧性、高耐磨性刀具用PCBN复合片,探讨Ti(C,N)系结合剂聚晶立方氮化硼(PCBN)复合片的显微硬度、磨耗比、抗冲击韧性与不同添加物的关系,同时采用X射线衍射仪,扫描电镜等仪器设备对PCBN复合片进行物相和微观组织结构分析。实验结果表明:WC、Al2O3、Y2O3、表面镀镍SiC晶须等物质的添加显著提高了复合片的综合性能,AlN的加入反而降低了复合片的耐磨性和抗冲击性能。     

烧结压力对整体PCBN刀具微结构与性能的影响及作用机理

将粒度尺寸5 μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4 GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240 s。测得样品的显微硬度为3897HV5（加载时间15 s）,磨耗比为8750。SEM、TEM观察和XRD衍射分析表明:提高烧结压力可使CBN颗粒产生一定的塑性流动,抑制烧结过程中CBN颗粒表面逆转成hBN;黏结剂Al可与CBN颗粒表面反应形成中间产物AlN和AlB₂,在CBN颗粒之间形成牢固的陶瓷中介结合,并消除CBN烧结过程中残余的hBN,从而提高整体PCBN刀具的性能。      

河南黄河旋风股份有限公司自行研制开发出“φ40毫米PCD、PCBN复合片”

“φ40毫米PCD、PCBN复合片”项目是河南黄河旋风股份有限公司经过市场调研，根据实际需求自行研制开发的大尺寸复合片，用于高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。     

影响聚晶金刚石复合片性能的因素及改进方法

聚晶金刚石复合片作为PDC钻头的切削元件，其质量的好坏直接影响着整个钻头的钻进速率及使用寿命。影响复合片质量和性能的主要因素是金刚石与粘接剂的配比、粘接剂的种类、金刚石的粒度、金刚石／硬质合金界面结构以及烧结工艺等。本文探讨了不同种类粘接剂的优、缺点；介绍了如何通过改变金刚石颗粒的粒度分布提高复合片的耐磨性和抗冲击性能；在金刚石，硬质合金界面处添加碳化物形成元素薄片以及采用金属镀层(如W等)实现界面的冶金结合，从而提高界面的结合强度；采用锯齿形界面并伴随成分梯度过渡、以及采用正弦曲线形界面结构可明显改善复合片的性能。这些方法可为工业上生产优质复合片提供参考。     

基于切削力的PCBN复合片表面摩擦系数研究

实验使用四种不同成分的PCBN复合片刀具切削淬硬轴承钢GCr15,利用Kistler测力仪测量四种刀具在相同的刀具几何角度、切削用量下的切削力,研究刀具在相同切削条件下的切削力、摩擦力及摩擦系数的差异.结果表明,PCBN复合片的粘结剂、CBN晶粒含量和大小的不同对切削淬硬轴承钢GCr15时的切削力和摩擦系数均有较大影响:导热性较差的陶瓷粘结剂的复合片切削力、摩擦系数明显小于采用金属粘结剂的复合片,并且TiAlCN陶瓷粘结剂复合片的值最小;四种刀具中CBN晶粒的颗粒度越小,含量越少,切削力和摩擦系数越小.     

含铁基粘结剂的TiB2硬质合金的烧结和性能

本研究的主要目的是检查含Ｆｅ基延性粘结剂的燃结ＴｉＢ２硬质合金达到完全的理论密度的可能性。另一个目的包括用最佳材料的特性来验证可能的性能范围。     

CBN粒度及组装方式对PCBN性能影响的研究

本文主要研究了高温高压下合成PCBN时,CBN粒度及组装方式对PCBN性能的影响。结果表明,CBN的粒度对PCBN性能有很大影响,混合粒度比单一粒度的效果好,混合粒度范围宽的又好于范围窄的。建议合成PCBN时采用宽混合粒度范围的CBN颗粒,从而有效的改善颗粒的堆积状态,增加晶粒的堆积密度,提高PCBN制品的性能。当Dmax/Dmin越接近1,PCBN的磨耗比和硬度越低;双盐双碳管的组装方式使得合成温度易于控制,压力更加均匀,保证了PCBN制品组织的均匀性,因而优于单盐碳管的组装方式。     

超高烧结压力对低含量、细粒度PCBN使用性能的影响

烧结压力是影响PCBN质量的关键因素,工业生产的压力通常小于6 GPa。通过设计特殊压机配件,优化组装结构,并采用高精度控温控压系统,在大于6 GPa条件下烧结低含量、细粒度PCBN。通过分析测试PCBN体积磨耗比、CBN层平整度和内部缺陷微观结构,并将成品刀具和元素六DCC500、住友电工BNX20进行对比车削试验,研究超高烧结压力对低含量、细粒度PCBN性能的影响。结果表明:超高烧结压力能够提高PCBN的耐磨性、平整度,促进CBN层和硬质合金层的扩散烧结。      

不同组装方式对PCBN物相的影响

PCBN已成为现代切削加工中不可缺少的重要刀具材料,本文使用石墨罐、石墨罐＋钼杯、石墨罐＋钼杯＋NaCl管三种不同的组装方式在UDS-Ⅱ型六面顶液压机上进行PCBN的合成,合成压力用油表压来标示,烧结温度用温度显示仪来监测,控制在1350℃-1500℃之间,保持该温度5—10min,三种组装方式的合成条件相同。合成后所得的PCBN片经粗磨、抛光后用于金相及X—ray分析测试。结果表明,在三种组装方式下,PCBN生成主要物相均为CBN相及相关的粘结相,在该合成压力、温度范围内也没有发生CBN→hBN的可逆转化,组织结构、性能无明显差异。为简化组装方式、降低合成成本,同时最大限度的防止杂质进入PCBN,合成组装方式可采用石墨罐＋钼杯。     

Fe-VC复合材料的烧结性与耐磨性研究

采用粉末冶金技术原位合成了Fe-VC复合材料,对该复合材料的烧结行为和耐磨性进行研究.结果表明:烧结温度对该复合材料的密度有强烈影响,而烧结时间对其密度影响不大.当烧结温度为1200℃,烧结时间为2h,该复合材料的密度达到最大值.在干滑动磨损条件下,与淬硬45钢相比,该复合材料具有更高的耐磨性.     

增韧氧化锆－玻璃复相材料的烧结及其性能

通过适当的制备工艺，制得了含１０ｖｏｌ％～２０ｖｏｌ％玻璃的增韧氧化锆－玻璃复相材料，这种材料易于烧结、对原材料要求低、具有较低的热膨胀系数和弹性模量，它具有与Ｙ—ＴＺＰ相当的力学性能，而且在水蒸气中热处理３０ｈ后无强度退化现象。     

烧结温度对Cu-MoS2复合材料性能的影响

在保护气氛下采用不同的温度烧结Cu-MoS2复合材料,对所制备的材料进行成分分析,并测量了抗弯强度,硬度,电阻率等性能。结果表明：在烧结过程中Cu和MoS2发生了反应,产物为Cu1.83Mo3S4;随烧结温度的升高,材料的抗弯强度及硬度都有了显著提高,电阻率在烧结温度为750℃时最低。     

烧结温度对Cu-MoS2复合材料性能的影响

在保护气氛下采用不同的温度烧结Cu-MoS2复合材料,对所制备的材料进行成分分析,并测量了抗弯强度,硬度,电阻率等性能.结果表明:在烧结过程中Cu和MoS2发生了反应,产物为Cu1.83Mo3S4;随烧结温度的升高,材料的抗弯强度及硬度都有了显著提高,电阻率在烧结温度为750℃时最低.     

烧结工艺对SiC_P/Al复合材料性能的影响

通过机械球磨法制备了SiCP/Al复合材料,采用粒径分析研究了复合粉末的粒度变化以及最优化的球磨时间。对复合粉末进行压片烧结处理,研究了烧结温度和保温时间对复合材料物相、形貌与性能的影响。结果表明:该复合材料的性能受烧结温度与保温时间的影响显著,烧结温度过高或保温时间过长会使材料过烧,晶粒发生异常长大,使该复合材料的硬度、电阻率和气孔率降低;烧结工艺为550℃×2 h时,该复合材料的硬度、电阻率和气孔率最佳。     

复合孕育对可锻铸铁件组织和性能的影响

在可锻铸铁件的生产过程中,采用稀土硼锑、铝及铋等进行孕育处理,可使其铸态组织得到细化,同时改善其石墨化效果,保证石墨细小、分布均匀,呈团絮或团球状形态,并且铸件的力学性能有较大幅度的提高。实验表明,稀土硼锑复合孕育剂的适宜加入量为0.25%。     

真空熔结镍基复合涂层的冲蚀磨损特性研究

通过真空熔结的方法,在Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ高比重合金表面获得一定厚度的涂层,研究了该涂层受泥浆冲蚀时冲蚀磨损率与时间、粒子冲击速度及攻角的关系,并分析了涂层的稳态冲蚀磨损率随不同ＷＣ质量分数所产生的变化。     

烧结工艺对Mg/HA复合材料力学性能及组织的影响

通过粉末冶金法制备了80％Mg+20％HA配比的复合材料,对该复合粉末进行压片烧结处理.研究了烧结工艺对该复合材料力学性能及组织的影响.结果表明:高温短时间烧结在提高材料强度方面要比低温长时间烧结效果好,在500℃下烧结1h,制备出Mg/HA复合材料,其抗压强度最高为201.1 MPa,硬度为70.2 HV,力学性能基本可满足人体承重骨的要求.     

复合助剂对低温常压烧结AlN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响.结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm～4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8 MPa·m1/2)及导热率(118 W·m-1·K-1)的AlN陶瓷.     

复合助剂对低温常压烧结AIN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响。结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm~4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8MPa·m1/2)及导热率(118W·m-1·K-1)的AlN陶瓷。