新一代陶瓷刀具材料——TiB_2

美国佐治亚州Woodstock城的现代工程材料 (Advanced Engineered Materials-AEM)实验中心最近将推出一种新的TiB_2(二硼化钛)陶瓷刀具材料,商品名为Advanced TiB_2。这种材料的显微硬度达3400,可用于铣削和车削黑色和有色金属、淬硬钢和高温合金等材料,寿命比现有的硬质合金刀具长5～6倍,而成本只高出2～3倍。普通的TiB_2陶瓷材料问世已有很长时间了,但这次推出的TiB_2材料是用佐治亚州理工学院开发的“自扩散高温合成工艺(Self-propagating high-tem-perature synthesis process—SHS)制成的。用这种工艺可合成高纯度的TiB_2并可与其相近的元素生成复合陶瓷,例如TiB_2Al_2O_3。AEM的专家指出,SHS是化学过程,能合成小于亚微米的粉末,比通常的合成方法的粒     

氧化铝系陶瓷刀具材料性能及应用

氧化铝系陶瓷刀具材料性能及应用长春大学钟声，苗忠刀具在金属切削过程中起着主导作用。刀具材料的性能和质量不同．其切削性能相差很大。随着科学技术的不断发展、要求机械零件具有高强度、高硬度、高精度、高耐磨性、高耐热性能。因此在要求切削刀具能进行车、铣、镗（...     

陶瓷刀具的新制造方法

<正> 大多数工业用高强度陶瓷是用热压法制成的。本文介绍用常用的冷压和烧结法将二硼化钛(TiB_2)与氧化铝粘结在一起的制造方法。利用冷压法制成的陶瓷性能与热压法制成的一样好,甚至还可超过热压法。多年来,人们已将陶瓷做成很多物品,如碗、碟、瓶和绝缘器等。山于陶瓷的强度较低,直至近年来才在金属切削领域内得到应用。金属切削刀具要具有高的热硬度和机械韧     

热压陶瓷刀具的性能及应用

现在使用的纯氧化铝陶瓷刀具,虽在高温下能保持一定的硬度和强度,但太脆、抗热冲击性及耐磨性也不理想。为此,我们先后研制了三类、多种牌号的热压陶瓷刀具。试验证明:切削性能优良,在提高硬度、降低脆性方面有了很大的改进。现将我们研制的热压陶瓷刀具材料作一简介。一、陶瓷材料分类我们研制的热压陶瓷刀具材料可分为三类:     

新型耐磨涂层TiB_2合金陶瓷

二硼化钛(TiB_2)由于具有高硬度(HV2650),长期以来被认为是一种良好的可能用于耐磨涂层的材料。然而,传统的涂层技术不能沉积足够厚的和具有足够的机械强度的 TiB_2 涂层,并且,TiB_2 必须在合适的金属基体里得到均匀分布,才能产生坚韧的、厚的TiB_2 耐磨层。     

纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具的切削试验研究

以纳米CaF_2作为固体润滑剂制备了3种CaF_2含量不同的纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具对45钢和40Cr进行切削试验。研究CaF_2含量对前刀面摩擦因数及刀具切削性能的影响,总结了切削温度与切削功率的关系;通过扫描电镜(SEM)观察了刀具前、后刀面的磨损形貌,证明了纳米改性自润滑陶瓷刀具的自润滑性能。结果表明,刀具材料中的CaF_2含量和切削温度对自润滑刀具的自润滑性能都有影响。在45钢切削试验中,切削温度较高,刀具CaF_2含量与刀具的材料切削总量成反比。在40Cr切削试验中,切削温度较低,与ATF1陶瓷刀具相比,CaF_2含量较高的ATF5、ATF10陶瓷刀具在切削过程中刀具前刀面摩擦因数显著降低,其中用CaF_2含量最高的ATF10陶瓷刀具得到的材料切削总量最高,表现出了明显的自润滑性能和最好的切削性能。     

TiB_2-B_4C陶瓷刀具切削Inconel 718合金的切削性能与磨损机制

采用热压烧结法制备了组成(体积分数,下同)为80%TiB_2-20%B_4C(TB2)和20%TiB_2-80%B_4C(TB8)的陶瓷并制成刀具,分别在切削速度为50 m·min-1和150 m·min-1下对Inconel 718合金进行切削加工,研究了陶瓷刀具的切削性能和磨损机制,并与YG硬质合金刀具的进行了对比。结果表明:TB2陶瓷的抗弯强度和维氏硬度均低于TB8陶瓷的,但断裂韧度比TB8陶瓷的高约26%;在两种切削速度下,TB2陶瓷刀具的寿命最长,约为TB8陶瓷刀具和YG硬质合金刀具的2倍;TB2陶瓷刀具后刀面和刀尖的磨损机制主要为黏结磨损,边界沟槽的形成机制主要为轻微崩刃和冷焊层剥落;TB8陶瓷刀具后刀面和刀尖的磨损机制主要为崩刃,边界沟槽的形成机制主要为崩刃和冷焊层成片剥落。     

陶瓷涂层硬质合金刀具的性能

本文详细介绍了Al_2O_3涂层刀具的优越性能及其与TiC涂层刀具、普通陶瓷刀具和硬质合金刀具加工各种材料的性能比较试验结果。文章还对涂层厚度和合理切削条件作了研究。     

整体硬质合金刀具的制造工艺

整体硬質合金刀具是机械制造中才出現不久的一項新的技术成就,它与普通高速鋼刀具相比,在寿命和效率方面具有显著的优越性,本文主要就这种新型刀具的制造工艺問题作了介紹。     

陶瓷刀具在绿色制造中的应用

绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。干切削技术作为一种绿色制造工艺对于节省资源、保护环境、降低成本具有重要意义。干切削技术必将成为金属切削加工的主要发展方向。文章介绍了新型陶瓷刀具的性能和应用。     

碳纤维含量对TiB_2-TiN基复合陶瓷组织和性能的影响

在1700℃的高温下利用真空热压烧结技术,制备C_(sf)含量不同的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料。研究了不同含量C_(sf)下的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料微观组织和力学性能,结果表明:添加少量C_(sf)对TiB_2-TiN复合陶瓷有增强作用,然而当C_(sf)含量增加到一定量后,材料微观组织中的缺陷增多,抗弯强度、断裂韧度均呈现减小趋势,但是硬度却随着C_(sf)含量的增加一直减小;当C_(sf)含量为1.5wt%时,力学性能良好、微观组织的缺陷少,此时的抗弯强度为738±21MPa,断裂韧度为12.07±0.3MPa·m~(1/2),硬度为19±0.6GPa。     

TiB_2含量对TiB_2/Cu复合材料抗电蚀性能的影响

以纳米级TiB2粉体为增强相,采用粉末冶金法制备了不同TiB2含量的TiB2/Cu复合材料,用JF04C型电接触触点材料测试系统研究了TiB2含量对复合材料抗电蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察了复合材料的电弧侵蚀形貌。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的燃弧能量逐渐降低,整体抗电蚀性能提高,复合材料表面电弧侵蚀熔化程度减轻。     

氮化硅陶瓷刀具的性能及其应用

氮化硅陶瓷是一种新型刀具材料,其优良的切削性能解决了超硬材料的加工难题。氮化硅陶瓷刀具的使用提高了生产效率,降低了加工成本,有着广泛的应用前景。本文介绍了氮化硅陶瓷刀具的切削性能、切削用量的选择及其应用。     

先进陶瓷刀具材料的破损性能

研究了稀土补强Ａｌ２Ｏ３／（Ｗ,Ｔｉ）Ｃ陶瓷刀具材料的破损性能,发现在断续切削淬硬４５钢时,该刀具材料具有较镐的抗破损性能,其抗破损性能比相应不含稀土的Ａｌ２Ｏ３／（Ｗ,Ｔｉ）Ｃ陶瓷刀具材料提高约２０％,在不同的切削条件下,疲劳裂纹和热裂纹是造成刀具材料失效的主要原因。     

制备工艺对TiB_2-CB/PE复合材料PTC性能的影响

采用熔融共混法制备了TiB2-CB/PE复合材料,在130,160,180℃以及3,6,8 MPa的条件下热压成型后,分别进行退火处理(120,130℃)和硅烷交联处理,研究了热压工艺、退火温度和交联工艺对复合材料PTC性能的影响以及相关机理。结果表明:随着热压压力和温度升高,复合材料的PTC性能呈先上升再下降的趋势;在合适的热压温度和压力成型后空冷处理可以提升复合材料的结晶度,且结晶度越高,PTC性能越好;在压力为6 MPa、温度为160℃下热压并于空气中冷却制得复合材料的结晶度为48.4%,室温电阻率为4.47Ω·m,PTC强度高达5.1;退火处理后,复合材料的峰值电阻率和PTC转变温度都有所提高;硅烷交联处理使复合材料的热循环稳定性得到显著提高,NTC效应也基本得以消除;复合材料PTC效应的产生与聚乙烯基体结晶区的熔融与再结晶密切相关。     

AG_2新型复合陶瓷刀具

AG_2新型复合陶瓷刀具不仅具有硬度高(HRA93.5～95)、耐磨性能好、红硬性达1100℃等性能,而且还具有足够的抗弯强度(σ_b≥800MPa),优良的化学稳定性,对钢的亲合力小,与钢的焊着温度高(1538℃)等特点。因此,它是加工高强度钢、淬火钢、合金钢、硼系和高铬合金白口耐磨铸铁等难加工材料的理想切削刀具。     

现代陶瓷刀具材料的发展及应用（上）：氧化铝系陶瓷

纯氧化铝陶瓷刀具的出现和发展,把切削加工的能力和水平提高到了新的高度。由于这种材料脆性大的弱点,直到50年代中期,才逐渐引起人们的重视。尤其近十几年来,无论在其性能、产品种类和使用领域的开拓方面都有长足发展。目前,氧化铝系的陶瓷刀具作为一类主要应用的陶瓷刀具材料在切削加工业中起着不容忽视的作用,已成为物理机械性能和切削性能都比较好的现代陶瓷刀具材料。     

TiB_2基陶瓷刀具车削C-276哈氏合金切削参数的优化及其磨损性能对比

为了获取Ti B2基陶瓷刀具车削C-276哈氏合金的最优切削参数及对比其磨损性能,采用正交试验法及微观测试技术对Ti B2基陶瓷刀具的切削性能及后刀面磨损性能进行了研究。结果表明:BW3刀具在切削速度为60m/min、进给量为0.1mm/r、背吃刀量为0.2mm的切削参数下可以获得较高的使用寿命;在相同切削条件下,刀具的抗磨损能力由强到弱依次为BW3、TTW7、TWTN3;同样,在相同切削条件下,磨粒磨损对刀具后刀面形貌的影响程度不同,其影响程度由小到大依次为BW3、TTW7、TWTN3。     

陶瓷类厚膜敏感元件及制造工艺

文章着重介绍了陶瓷敏感元件厚膜化的必然趋势,简述了粘结工艺的改进情况。通过对典型厚膜敏感元件的性能和工艺的介绍,近一步强调了厚膜化的优点。