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。     

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。     

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.     

氧化铝基复合陶瓷-金属钎焊界面的热应力

用Ag-Cu-Ti钎料钎焊SiCw／Al2O3复合陶瓷和金属时，陶瓷与钎料发生化学反应，在陶瓷表面形成由TiO、TiC等物相组成的反应层。采用有限元法，对SiCw／Al2O3复合陶瓷／反应层界面的热应力进行了计算。结果表明，复合陶瓷／反应层界面的残余应力变化急剧，最大拉应力位于晶须、基体和反应层交界处；晶须内部及其表面存在较高的双向压应力，Al2O3基体主要承受垂直于界面的拉应力；SiC晶须／反应层界面及其附近的反应产物TiC内具有较高的平行于界面的拉应力，当连接界面承受剪力作用时，SiC晶须／反应层界面和TiC处极易破坏。借助TEM和SEM观察了复合陶瓷／反应层界面区的精细结构和剪切断口形貌，并利用计算结果对观察到的现象进行了分析。     

原位反应法制备Al2O3-TiC/Al复合材料

通过向含Ti的Al-Si合金熔体中通入CO2气体制备Al2O3-TiC／Al复合材料的方法．研究了Al2O3-TiC／Al复合材料特性。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的组织进行了研究。研究表明，CO2与合金熔体中的Al、Ti原位反应生成Al2O3和TiC颗粒，Al2O3和TiC颗粒尺寸在0．2～1．0μm之间，均匀分布在基体中，反应生成的Al2O3和TiC颗粒数量与CO2的通入时间有关。     

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.     

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。     

Al_2O_3/TiC复合陶瓷热震压痕裂纹扩展规律

对Al2O3／TiC复合陶瓷的热震性进行了试验,提出了利用热震裂纹扩展的临界尺寸,确定临界热震次数τc的方法。,试验表明利用该方法确定的Al2O3／TiC复合陶瓷的临界热震次数τc,与通过热震抗弯强度损失确定的临界热震次数τc是一致的。     

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     

Al_2O_3-TiC复合陶瓷的冷压烧结

研究了Al2O3－TiC复合陶瓷的冷压烧结。实验结果表明：通过添加少量的烧结助剂,Al2O3＋TiC冷压烧结能制造出致密的复合陶瓷,制品性能与热压制品性能相当。氢气流量及烧结填料是冷压烧结的工艺关键。     

复相Al2O3/SiCw陶瓷与不锈钢钎焊接头的界面反应和反应产物

采用氩气保护下活性金属钎焊法对碳化硅晶须增韧氧化铝陶瓷（Al2O3/SiCw）与不锈钢（1Cr18Ni9Ti)进行了钎焊，所用钎料为Ag-Cu-Ti3活性钎料，通过X－射线衍射仪（XRD）对界面的反应产物进行了物相分析，并用能谱仪（EDAX）分析了界面元素组成，结果表明，钎焊接头界面的反应十分复杂，反应产物多种多样，主要有TiO,Ti2O,TiC,Fe2Ti4O,Ni3Ti,AlTi等物质，界面反应层按Al2O3 SiC/TiO AlTi TiC/TiO2 Fe2Ti4O/Ag-Cu的规律过渡。     

固态相变-热压烧结制备Ti3Al/TiC+Al2O3陶瓷复合材料

采用机械球磨工艺使Ti粉和Al粉在高能碰撞下发生同态相变形成Ti-Al非晶及固溶体，并利用X射线衍射对不同时间球磨结果进行了分析。球磨粉料与TiC和Al2O3粉混合后在真空下热压烧结，促进Ti-Al粉向Ti3Al金属间化合物的转变，最终形成了以Ti3Al为增韧相的陶瓷复合材料，断裂韧度值较单纯TiC陶瓷提高近一倍。     

陶瓷衬套挤压凹模的应用研究

用ＺｒＯ２增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷（ＺＴＡ）制作挤压组合凹模的内圈，进行有色金属的反挤压试验，结果表明精密结构陶瓷可作为一种新型的模具材料，并在某些性能上优于高速钢、硬质合金。文中介绍了陶瓷衬套设计、制造和使用中应注意的问题，展望了陶瓷材料在模具行业中的应用前景。     

Wear behaviors and lubrication medium of TiC/Al2O3 ceramic wire drawing dies

The suitable test equipment for wire-drawing was designed. Wire-drawing tests were carried on with this equipment for TiC/Al2O3 ceramic wire-drawing die. Effect of lubrication medium and drawing velocity on the drawing force was investigated. The wear mechanisms of the ceramic drawing dies were investigated. Worn bore surfaces of the ceramic drawing dies were examined by scanning electron microscopy. The results show that lubricant media have great influence on the drawing force. The drawing force is the smallest when a grease lubricant is used. But alteration of drawing velocity has scarcely any influence on the drawing force. Detailed observations and analyses of the die wear surface reveal that the most common failure of the ceramic drawing die is the wear in the invariable zone and bearing zone owing to the greater press stresses. Abrasive and adhesive wear are found to be the predominant wear mechanisms for ceramic drawing die.