基于切削可靠性的新型陶瓷刀具材料的研制

建立了切削可靠性和刀具力学性能之间的关系模型,根据切削可靠性和断裂韧性的要求设计并制备出了颗粒和晶须协同增韧的陶瓷刀具JX-2,其力学性能与晶须增韧陶瓷刀具(JX-1)相当,但成本低,且抗扩散磨损的能力强.将JX-2、JX-1和硬质合金刀具YG6X进行对比切削电铸纯镍实验,JX-2的切削速度最高,磨损寿命最长,其抗磨损能力最强,是加工纯镍或高镍合金等材料的理想刀具.     

Sialon复相陶瓷刀具材料的研制

本文在相关研究与组份设计的基础上，研制成β－Ｓｉ３Ｎ４／α－Ｓｉａｌｏｎ与α‘－β’－Ｓｉａｌｏｎ两种复相陶瓷，对这两种材料进行了力学与热学等性能以及力学性能与显微结构关系研究。并以国产原料与德国ＳｔａｒｃｋＬＣ－１２原料，采用ＧＰＳ与ＨＰ烧成工艺制成刀片，作了金属切削加工对比试验。     

先进陶瓷刀具材料的发展与应用

先进陶瓷刀具材料具有耐高温、耐磨损、抗氧化等优良特性。在高速切削加工中得到了广泛的应用,本文介绍了国内外先进复合陶瓷刀具材料的性能和发展状况,针对陶瓷刀具材料的强度低和脆性大的缺点,阐述了目前比较常用的几种陶瓷刀具材料的增韧手段和机理以及先进陶瓷刀具的应用现状。     

优质陶瓷刀具材料

陶瓷是未来的最新一类刀具材料,其潜力在于高速精加工操作范围宽以及对于难加工材料亦具有切削加工速率。陶瓷刀具材料的发展部分地归于70年代汽车、燃气透平和其他高温结构材料应用所新开发的高温结构陶瓷技术。优质陶瓷即氧化铝、部分稳定氧化锆(PSZ)、碳化硅及氮化硅,但是块状PSZ因硬度有限(努氏硬度～1500Kg/mm~2),不能用作机加工的切割刀具。此外,碳化硅也     

新型切削刀具材料的最新进展

前言金属切削刀具是机械行业的基本生产手段之一,在机械加工行业中担负着切削加工工作,起着牙齿的作用,是机械行业的重要基础组成部分。用切削刀具加工的各种零部件在机械制造业中所占比例达70%左右。     

陶瓷刀具的磨损机理

使用陶瓷刀具进行了连续切削试验，试件材料为ＡＩＳＩ１０４０钢，切速范围从５ｍ／ｓ到１１ｍ／ｓ，对前、后刀面的磨损机理进行了研究。结果表明亚微细粒的氧化锆韧化氧化铝组织有最高的耐磨性。而掺入了碳化钛（ＴｉＣ）、氮化钛（ＴｉＮ）和氧化铬（ＺｒＯ２）的氧化铝组织相比之下耐磨性要低一些。化学稳定性低似乎是碳化硅晶须强化的氧化铝、氮化硅和碳化钨类陶瓷性能不良的原因。     

硬质合金粉末表面涂层陶瓷的刀具材料研制

用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷，涂层粉末经热压烧结后制得一种新型的涂层刀具材料。这种刀具材料的耐磨性与陶瓷材料接近，并且具有较高的强度和韧性，在切削高硬度材料时表现出良好性能，具有广阔的应用前景。     

石墨烯纳米片增韧Al2O3基纳米复合陶瓷刀具材料

以石墨烯纳米片作为增强相,采用热压烧结工艺制备石墨烯纳米片增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具材料。进行石墨烯纳米片分散实验,研究石墨烯纳米片添加量对刀具材料断裂韧度、抗弯强度和硬度的影响,观察其微观结构和形貌。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨烯纳米片的优选分散剂,当PVP添加量为石墨烯纳米片质量的60%时,分散效果最佳;当石墨烯纳米片添加量为0.75%(体积分数)时,刀具材料的断裂韧度和抗弯强度分别达到7.1MPa·m^1/2和663MPa,与未添加石墨烯纳米片的组分相比分别提高了31%和15%;石墨烯纳米片呈卷曲状结构弥散分布于基体材料中,其增韧机理为石墨烯纳米片拉断、拔出和裂纹偏转。与未添加石墨烯的刀具相比,添加石墨烯纳米片的刀具的主切削力、切削温度和前刀面摩擦因数明显降低,表现出良好的减摩、耐磨性。     

粉末表面涂层陶瓷的硬质合金刀具材料

使用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷,涂层粉末经热压烧结后,制得一种新型的涂层刀具材料,这民具材料的耐磨性与陶陶瓷材料接近,并且具有较高的强度和韧性,在切削高硬度材料时表出良好性能,具有广阔的应用前景。     

（Y—ZrO2）—SiCw—Al2O3陶瓷复合材料的摩擦磨损

本文对Ａｌ２Ｏ３基陶瓷复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣｗ进行了干摩擦磨损试验，并运用了ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ等手段对其显微结构、力学性能及它们与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦磨损行为进行了系统分析，在此基础上深入探讨了ＳｉＣ面增韧补强作用对复俣材料的摩擦磨损性能的影响。     

新型陶瓷刀具材料的热应力分析

运用有限元方法计算了梯度功能陶瓷刀具ＦＧ－２内的热应力,计算结果表明,在高速切削条件下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具;同时进行的切削实验也表明在高速切削的条件下,ＦＧ－２的破损寿命明显好于ＳＧ－４．说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削．     

多相复合陶瓷刀具材料的设计与制备

陶瓷材料的多相复合与计算机辅助设计是２１世纪先进陶瓷材料的重要发展趋势,章采用理论与实验相结合的方法,建立了多相复合陶瓷刀具材料力学性能与材料组分之间关系的数学模型,采用计算机辅助优化设计技术求得材料的最优组分,在此基础上,利用热压技术制得一种Ａl2O3-SiC-(W,Ti),Ｃ多相复合陶瓷刀具材料,该材料具有良好的综合力学性能。     

基于耦合机制的宽温度自润滑陶瓷刀具材料

采用真空热压烧结工艺,制备TiB_2/(W,Ti)C/Ag(TWA)双润滑机制耦合从低温到高温均具有润滑性能的陶瓷刀具材料。X射线衍射(XRD)分析表明烧结过程中各组分化学相容性较好,断口形貌扫描电子显微镜(SEM)照片显示润滑剂Ag不仅能有效填充晶粒间隙,还能增强晶粒间黏结强度。以TiB_2/(W,Ti)C(TW)作为对比进行摩擦磨损实验,结果表明:室温下磨损表面均出现轻微机械犁沟,随着温度升高,TWA磨损表面形成富含润滑剂Ag的润滑膜,能有效减少摩擦系数与磨损量,400℃时其磨损量仅为TW磨损量的一半,TW、TWA主要磨损机制分别为磨粒磨损和黏结磨损。TiB_2在700℃原位生成的反应膜能提高复合材料减磨与耐磨性能,TW、TWA磨损机制主要为轻微磨粒磨损和氧化磨损。     

陶瓷刀具切削304不锈钢时的磨损性能

采用Ｓｉ３Ｎ４陶瓷刀具切削Ｔｉ基陶瓷，ＹＴ１５硬质合金和高速钢四种刀具对３０４奥氏体不锈钢进行了切削试验，比较各种刀具的耐磨性能，并且用ＳＥＭ，ＥＤＸ等对刀具的磨损表面进行分析。     

Al2O3-TiC复合陶瓷切削刀具的研制

以Al2O3 -TiC复合陶瓷为对象,对其配方组成、制备工艺、显微结构及刀具成型工艺、切削性能等进行了研究试验,认为工程陶瓷材料(尤其是氧化铝基陶瓷材料)用作切削刀具材料的关键在于提高其强度与韧性.结果表明:Al2O3-TiC复合并引入适量的金属相,辅之以细晶强化、热压烧结等手段,将有效提高其强度与韧性,改善其抗热震性能,并在此基础上研制出了具有较强适应性的ATM复合陶瓷刀具.     

新型涂层刀具材料的研究

综述了目前涂层刀具的研究现状，系统分析了几种常用的涂层方法及影响涂层刀具性能的主要因素，并指出了今后涂层刀具研究的方向。     

颗粒补强锆英石复相陶瓷的力学性能、残余应力和增韧行为研究

本文采用X射线衍射方法测定了颗粒补强锆英石基复相陶瓷基体中的残余应力,通过力学性能测试,结合显微结构观察;讨论了残余应力与补强颗粒增韧行为之间的关系．结果表明：在基体热膨胀系数小于补强颗粒的情况下,适当增大补强颗粒与基体间热膨胀失配,能够提高复相陶瓷的增韧效果．其增韧机制主要为;补强颗粒所引起的裂纹偏转和分支．利用残余应力场增韧模型计算得到的复相陶瓷断裂韧性增量与实际值能够较好的吻合．     

高速切削刀具材料及其应用

本文介绍了硬质合金、陶瓷、金刚石等几种常见的刀具材料及各自的适用情况,为高速切削技术的实际应用提供理论参考。     

高速切削加工中的刀具材料研究与应用

介绍高速切削加工技术所使用的高速钢、硬质合金、陶瓷、涂层等刀具材料的性能特点及应用,探讨在高速切削时选择刀具所考虑的因素。