陶瓷模具材料的使用性能研究

介绍了当前在拉拔、挤压、冲裁、等温锻造等各类模具中应用的陶瓷材料如金属陶瓷、ZTA，TZP,TZP／Al2O3，TZP／TiC／Al2O3，Al2O3／TiC，PSZ，Si3N4，Sialon等使用性能方面的研究现状，探讨了陶瓷模具材料研究与应用中存在的问题，展望了陶瓷模具材料的应用前景。提出陶瓷模具材料的增韧补强、模具结构优化设计和表面陶瓷化改性技术等将是提高陶瓷模具使用性能的有效措施，而且随着模具技术的迅猛发展，其应用前景也将日益广阔。     

陶瓷模具材料的研究与应用

综述了在拉拔、挤压、冲裁、等温锻造等各类模具中应用的陶瓷材料,如金属陶瓷、ZTA、TZP、TZP/Al2O3、TZP/TiC/Al2O3、PSZ、Si3N4、Sialon等的组分、制备工艺和力学性能等方面的研究现状,探讨了陶瓷模具材料研究与应用中存在的问题,展望了陶瓷模具材料的应用前景,提出陶瓷模具材料的增韧补强,尤其是纳米复合和梯度功能复合、模具结构的优化设计和模具材料的表面陶瓷化改性技术以及陶瓷模具可靠性研究等将是提高陶瓷模具力学性能和使用性能的有效措施.     

3Y-TZP/Al2O3陶瓷拉拔模材料及应用研究

采用3Y－TZP/Al2O3陶瓷材料（添加少量的Al2O3以增加基体的硬度和烧结性能）成功地研制开发了TZP陶瓷拉拔模，并且开发出了共沉淀法制取纳米陶瓷粉末技术、成型技术及烧结技术。通过现场拉丝线材试验表明，3Y－TZP/Al2O3陶瓷拉拔模寿命为YG8硬质合金拉拔模的4倍以上。     

Al_2O_3/TiC/Mo/Ni陶瓷拉拔模具内孔表面磨损行为

采用热压烧结技术研制出Al_2O_3/TiC/Mo/Ni陶瓷拉拔模具.在MRH-3高速环-块磨损试验机上研究了不同载荷与滑动速度下Al_2O_3/TiC/Mo/Ni陶瓷拉拔模具材料与45#钢对摩时的干摩擦磨损性能,并对其磨损率进行了分析.采用有限元法分析了Al_2O_3/TiC/Mo/Ni陶瓷拉拔模具在加工过程中的受力分布,研究了其内孔在实际拉拔加工中的磨损行为及磨损机理.结果表明:Al_2O_3/TiC/Mo/Ni陶瓷拉拔模具具有较好的强度和硬度,在高速下的耐磨性较好,磨损率较低,保持在3.1×10~(-9) cm~3/(N·m);其内孔磨损在工作区及定径区最为严重,主要以磨料磨损为主,出口区有轻微压裂.     

陶瓷模具材料的表面改性技术及应用

全面综述了表面镀层、表面复合、表面涂覆等表面改性技术在各类陶瓷模具中应用、研究的现状.指出:表面改性技术既能发挥陶瓷材料的高硬度、高耐磨和耐高温等的优势,又能发挥金属基体高强度、高韧性的特点,从而使得陶瓷模具材料具有良好的使用性能,具有广阔的应用前景.今后研究的重点是如何通过表面改性工艺的控制和复合层材料的合理选择和设计,使得所形成的陶瓷复合层与金属基体结合强度高,硬度高,既减摩又耐磨.     

国外多孔基体氧化铝/氧化铝复合材料工程应用进展

氧化铝/氧化铝复合材料(Al2O3/Al2O3)是20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,已经发展为与SiC/SiC、C/SiC等非氧化物陶瓷基复合材料并列的一类陶瓷基复合材料。与非氧化物陶瓷基复合材料相比,Al2O3/Al2O3具有长时抗氧化、高温耐腐蚀、低成本等独特优势,已经在航空发动机、地面燃气轮机等军民两用热结构材料领域展现出广阔的应用前景。本文从材料应用的角度出发,系统分析阐述了目前在Al2O3/Al2O3占主导地位的多孔基体Al2O3/Al2O3(P-Al2O3/Al2O3)的增韧机制、成型工艺和性能特点,重点归纳了国外近年来P-Al2O3/Al2O3的工程化应用进展及前景,最后指出了P-Al2O3/Al2O3存在的局限性并展望了未来发展方向,旨在为国内Al2O3/Al2O3体系发展提供借鉴和参考。     

陶瓷模具材料的表面改性技术及应用

全面综述了表面镀层、表面复合、表面涂覆等表面改性技术在各类陶瓷模具中应用、研究的现状。指出：表面改性技术既能发挥陶瓷材料的高硬度、高耐磨和耐高温等的优势，又能发挥金属基体高强度、高韧性的特点，从而使得陶瓷模具材料具有良好的使用性能，具有广阔的应用前景。今后研究的重点是如何通过表面改性工艺的控制和复合层材料的合理选择和设计，使得所形成的陶瓷复合层与金属基体结合强度高，硬度高，既减摩又耐磨。     

Al/TiC/Al2O3复合结合剂立方氮化硼复合材料的制备

采用Al/C/TiO2/CBN(各组粉体中,CBN质量分数均为10％)粉体为原料,通过原位反应烧结技术,制备Al/TiC/Al2O3金属陶瓷复合结合剂立方氮化硼(CBN)材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析试样.在1100℃保温1h,反应烧结得到Al/TiC/Al2O3金属陶瓷复合结合剂CBN材料.研究结果表明,当采用结合剂组成为4Al/3C/3TiO2的原料(CBN质量分数为10％)时,由于反应放热量较大,导致CBN发生严重的热损伤,CBN都明显断裂.在原料中增加Al的质量分数,可显著降低反应产生的高温,可显著降低热损伤,从而制备不同Al质量分数的Al/TiC/Al2O3金属陶瓷复合结合剂CBN材料.     

TZP陶瓷拉丝模的开发与应用

采用3Y_8Ce_TZP陶瓷材料(添加少量的Al2O3 以增加基体的硬度和烧结性能)成功地研制开发了TZP陶瓷拉丝模 ,并且开发了共沉淀法制取超细陶瓷粉末技术、成型技术及烧结技术。通过现场拉拔线材试验表明 ,TZP陶瓷拉丝模可以用于拉制黑色及有色金属丝材 ,其寿命为YG8硬质合金拉丝模的3倍以上     

陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损特性及其损坏机理

采用热压烧结工艺制备了Al2O3/TiC、Al2O3/(W,Ti)C和B4C陶瓷喷砂嘴.以SiC和Al2O3为冲蚀磨料进行了喷砂冲蚀试验.结果表明纯B4C陶瓷材料的烧结温度高、保温时间长、致密度低、晶粒粗,抗弯强度和断裂韧性低,但硬度最高;而Al2O3/TiC和Al2O3/(W,Ti)C陶瓷材料的烧结温度和保温时间比纯B4C陶瓷大大减小,致密度高,抗弯强度和断裂韧性比纯B4C陶瓷高1倍以上,但硬度相对低.对陶瓷喷砂嘴在磨料冲蚀下的应力状态进行了有限元分析,结果表明陶瓷喷嘴入口处所受的应力最大,出口次之,中间区域最小.B4C陶瓷喷砂嘴的最佳入口锥角为11°,而Al2O3/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴的最佳入口锥角为16°.陶瓷喷嘴入口和出口处的磨损机理主要表现脆性断裂;而中间区域的磨损机理主要表现为磨料颗粒对喷嘴内壁表面的研磨、抛光和微切削作用.