可加工B4C/BN复相陶瓷的制备与性能研究

采用热压烧结工艺制备了B4C/BN可加工复相陶瓷,热压烧结工艺参数为热压温度为1850℃,热压压力为30 MPa,保温时间为1 h.通过向B4C基体中加入不同含量的h-BN来研究h-BN的含量对所制备的B4C/BN复相陶瓷材料的力学性能和可加工性能的影响,并通过XRD和SEM来研究复相陶瓷的物相组成和显微结构.结果表明随着复相陶瓷中的h-BN含量的增加,B4C/BN复相陶瓷的密度逐渐降低;B4C/BN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性有所降低;复相陶瓷的维氏硬度大幅度降低;而硬度的降低导致了复相陶瓷的可加工性能得到显著的提高,当h-BN的含量高于20%(质量分数,下同)时,B4C/BN复相陶瓷具有良好的可加工性能.     

保温处理对B_4C/Al复合材料组织和性能的影响

为了降低无压浸渗制备的B4C/Al复合材料中铝的含量,增加复合材料中陶瓷相的含量,并提高复合材料的性能,研究了保温处理对B4C/Al复合材料的组织和性能的影响。结果表明,无压浸渗制备的B4C/Al复合材料中主要包含Al、B4C和Al3BC相,保温处理可有效减少B4C/Al复合材料中Al和B4C的含量,并显著提高Al3BC和AlB2相的含量。由于保温处理后B4C/Al复合材料中Al含量明显减少,以及陶瓷相含量明显增多,B4C/Al复合材料的硬度、抗压和抗弯强度均得到了较大的提高。且在850℃下保温24h后,B4C/Al复合材料的组织和性能可达到最佳状态。     

共沉淀法原位合成无压烧结TiB2/B4C陶瓷复合材料

以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料,采用共沉淀、原位合成无压烧结技术制备了TiB2/B4C陶瓷复合材料.研究了原料配比、烧结温度对TiB2/B4C陶瓷复合材料的烧结性能、显微组织和力学性能的影响.通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等分析手段,分析了TiB2/B4C陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和断裂特征.研究结果表明:当成分质量配比TiB2∶B4C为40∶60时,材料最大相对密度为98.5%T.D;在最佳成分配比下,随着烧结温度的升高,原位合成制备的TiB2/B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度均为先升高后降低,材料的最佳烧结工艺为2050℃,1 h.在最佳烧结工艺下,TiB2/B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性达到最佳值分别为3.17 g/cm3,31.5GPa,381 MPa和5.1 MPa·m1/2.     

Y2O3和La2O3对B4C基陶瓷烧结致密化及其结构和性能的影响

以Al2O3、La2O3、Y2O3和活性碳为烧结助剂,以B4C为基体,采用真空热压烧结技术制备B4C基陶瓷,研究了稀土氧化物对B4C基陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明,添加稀土氧化物的试样在1 850 ℃烧结即可得到晶粒排列紧密、性能较佳的B4C基陶瓷.在未添加稀土氧化物的试样中,由于反应生成的新相Al8B4C7较少,烧结不充分,因此试样的性能较低.在添加La2O3的试样中,由于烧结比较充分, 烧结体中的新相LaAlO3含量较大,显微组织较理想,因此性能较佳.在添加Y2O3的试样中,残留的Al2O3和C的量很少,生成的Y3Al5O12也较少,因此性能介于前两者之间.     

基于非均匀成核法制备ZrB2/B4C陶瓷复合材料

以ZrOCl2·8H2O和B4C为主要原料,采用非均匀成核法、原位生成和无压烧结技术制备出ZrB2/B4C陶瓷复合材料.重点探讨了烧结温度对ZrB2/B4C陶瓷复合材料组织结构和性能的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,ZrB2/B4C陶瓷复合材料的密度和硬度均为先升高后降低.材料的最佳烧结温度为2060 ℃,烧结时间为0.5 h.在最佳烧结工艺条件下,ZrB2/B4C陶瓷复合材料的相对密度、硬度和断裂韧性分别为96% T.D,42.3 GPa和4.7 MPa·m1/2.     

共沉淀法原位合成无压烧结TiB2／B4C陶瓷复合材料

以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料，采用共沉淀、原位合成无压烧结技术制备了TiB2／B4C陶瓷复合材料。研究了原料配比、烧结温度对TiB2／B4C陶瓷复合材料的烧结性能、显微组织和力学性能的影响。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等分析手段，分析了TiB2／B4C陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和断裂特征。研究结果表明：当成分质量配比TiB2：B4C为40：60时，材料最大相对密度为98．5％T．D；在最佳成分配比下，随着烧结温度的升高，原位合成制备的TiB2／B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度均为先升高后降低，材料的最佳烧结工艺为2050℃，1h。在最佳烧结工艺下，TiB2/B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性达到最佳值分别为3．17g／cm^3，31．5GPa，381MPa和5．1MPa．m^1/2.     

碳化硼对电弧喷涂涂层性能的影响

将碳化硼(B4C)陶瓷粉末和其它合金元素与304L不锈钢带轧制成粉芯丝材,采用电弧喷涂技术制备金属陶瓷复合涂层.研究了B4C在电弧喷涂中的应用.利用XRD,SEM对涂层的形貌、相组成和磨损表面进行了分析.利用自行设计的高温磨粒磨损装置和高温冲蚀设备分别评价了B4C对涂层耐高温磨粒磨损性能和耐高温冲蚀性能的影响.结果表明,粉芯丝材喷涂工艺良好,B4C陶瓷与粉芯中其它组分反应,可以形成含Fe3B,CrB,FexN i23-xB6,Fe23(C,B)6,(Cr,Fe)7C3和Fe3C等硬质相的复合涂层,大幅度提高了涂层的硬度和耐磨耐冲蚀性能.     

基于非均匀成核法制备ZrB2／B4C陶瓷复合材料

以ZrOCl2·8H2O和B4C为主要原料，采用非均匀成核法、原位生成和无压烧结技术制备出ZrB2／B4C陶瓷复合材料。重点探讨了烧结温度对ZrB2／B4C陶瓷复合材料组织结构和性能的影响。结果表明，随着烧结温度的升高，ZrB2／B4C陶瓷复合材料的密度和硬度均为先升高后降低。材料的最佳烧结温度为2060℃，烧结时间为0．5h。在最佳烧结工艺条件下，ZrB2／B4C陶瓷复合材料的相对密度、硬度和断裂韧性分别为96％T．D，42．3GPa和4．7MPa·m^1/2。     

钛合金表面自润滑陶瓷涂层的组织及耐磨性能研究

目的 研究不同成分体系自润滑陶瓷涂层的耐磨性能。方法 采用激光表面合金化技术,通过预置B4C和石墨混合合金化粉末的方式,在Ti-6Al-4V合金表面制备具有自润滑功能的TiB2-TiC陶瓷涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜+能谱仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机分别分析涂层物相、组织结构、微区成分、硬度以及摩擦学特性。结果 TiB2-TiC自润滑陶瓷涂层无裂纹、孔洞等凝固缺陷,并与基体形成典型的冶金结合。涂层由原位生成的TiB2和TiC以及残留的B4C和石墨等物相组成。涂层表层由粗大、相互联结的TiB2-TiC联生共晶组织组成;中部和下部则由板片状、四边形、针状的TiB2,弥散的TiB2-TiC联生共晶组织以及树枝状和颗粒状TiC等组成。由于多相陶瓷的协同作用,涂层的最高硬度可达2167HV,其平均硬度为基体的4.7~5.3倍。由于陶瓷较高的硬度和残留石墨良好的润滑性,涂层的摩擦系数和磨损率分别仅为基体的2/5~1/2和1/20.1~1/25.7。原始合金粉末B4C∶C=2∶1（摩尔比）的涂层（2-1涂层）具有最低的体积磨损率。结论 TiB2-TiC自润滑陶瓷涂层具有良好的减摩和耐磨性能。由于高的硬度和良好的减摩性,2-1涂层具有最好的抗磨损性能。     

通过调整润湿性开发具有高抗损伤性能的仿珍珠贝壳层状2024Al/B4C复合材料

为了解决复合材料中B4C陶瓷相难以被金属铝润湿的问题,利用TiH2和B4C的原位反应引入TiB2,进而调节其润湿性和界面结合.通过将熔融合金压力浸渗到冷冻铸造法制备的多孔陶瓷支架中,制备具有层状结构的2024Al/B4C?TiB2复合材料.与2024Al/B4C复合材料相比,加入TiH2后复合材料的抗弯强度和裂纹扩展韧...     

高钒铁碳合金中碳化钒的生长机制及形态控制研究综述

阐述了高钒合金优良的耐磨性能及碳化钒相对于耐磨性的意义,有关碳化钒形态的试验和理论研究.重点介绍了碳化钒的形核和生长机制,各种变质剂对其形态的影响及变质机理.最后对高钒合金中碳化钒相的研究提出几点建议,为高钒合金的研究和应用提供参考.     

ZrC陶瓷的性能、制备及应用

ZrC作为一种难熔的金属碳化物,具有高熔点、高硬度、高热导和电导率、以及高的化学稳定性等优良特性,广泛应用于发射器表面涂层、核燃料颗粒涂层、热光电辐射器涂层以及超高温耐火材料等领域。本文综述了ZrC的基本性能及国内外关于ZrC粉末和陶瓷的制备技术及应用,并对ZrC材料的发展前景进行了展望。     

硬质合金注射成形技术研究进展

粉末注射成形技术作为一种先进的成形方法近年来受到广泛的关注 ,得到了迅速的发展。本文综述了粉末注射成形技术的工艺特点、技术现状以及在硬质合金异型产品制备中的应用 ,并对硬质合金注射成形技术的发展方向和前景进行了展望     

变质处理铸造高速钢的研究与应用

铸造高速钢共晶碳化物呈网状分布于晶界,其韧性受到严重削弱,因此使生产和应用受到限制。变质处理是改善共晶碳化物形态和分布,扩大铸造高速钢应用的有效途径。本文介绍了变质处理对高速钢组织与性能的影响和铸造高速钢的应用,提出了进一步推广使用变质铸造高速钢值得重视的若干问题。     

Effect of tungsten carbide nanoparticles on mechanical properties and sinterability of B4C-WC nanocomposites using pressureless sintering method

The effect of tungsten carbide (WC) nanoparticles on sinterability and mechanical properties of boron carbide is investigated in this study. Boron carbide, being one of the hardest materials nowadays, has a variety of applications in wear-resistant components such as cutting tools. The low strength and low fracture toughness property of this material is the drawback in its application. Production of high density boron carbide is a problem due to its covalent bonds, low plasticity, surface energy and self-diffusion ratio, high resistance to slide in the grain boundaries etc… Boron carbide samples containing 5,10,20 and 30 vol.% WC were manufactured by firstly cold press and then sintering at three elevated temperatures of 2150 °C, 2200 °C and 2250 °C. It observed that addition of WC nanoparticles results in increase in mechanical properties and density of boron carbide. The highest increase is in the 30 vol.% sample with sintering temperature of 2250 °C were the density is improved by 23%, hardness by 33%, Young's modulus by 53%, and fracture toughness by 38% compared to pure boron carbide.     

Mechanical properties of HVOF coatings

High-velocity oxygen fuel (HVOF) thermal-sprayed carbide coatings are distinguished by high hardness, low porosity, and good wear resistance compared to other thermal spray technologies. However, for many engineering applications the ductility and fatigue resistance are the most important material properties. In the use of HVOF systems, these properties are influenced by many boundary conditions. This paper presents the effects of different spraying parameters on the fatigue resistance of samples coated by the HVOF process.     

Grinding characteristics,material removal and damage formation mechanisms in high removal rate grinding of silicon carbide

Development of advanced ceramics such as silicon carbide has gained significant importance because of their desirable properties. However, their engineering applications are still limited owing to the limitations in developing damage-free and economical machining techniques. It is often desired to increase the machining rate to improve productivity while maintaining the desired surface integrity. The success of this approach, however, requires a fundamental understanding of the material removal and damage formation mechanism in grinding. In this paper, high removal rate grinding of silicon carbide was investigated with respect to material removal and basic grinding parameters using a diamond grinding wheel. The results showed that the material removal was primarily due to the microfracture and grain dislodgement under the grinding conditioned selected. For grain dislodgement removal mode, the relationship for the removal rate in scratching based on a simple fracture mechanics analysis has been established. This research provides valuable insights into the surface and subsurface integrity and material removal mechanism during high removal rate grinding of silicon carbide.     

Hard corrosion-resistant coatings for constructional applications

This is an overview of modern methods used to harden metal products. Capabilities and drawbacks of each method are analyzed with respect to requirements imposed on coatings intended for use in precision engineering. A fundamentally new approach to the creation of nanostructured hardening layers at low temperatures has been proposed. Three classes of tungsten carbide coatings that mutually differ by the combination of their microhardness, viscosity, and thickness have been described. Some physicochemical features of the synthesis of tungsten carbide compounds, their structure, and their mechanical properties have been established. According to tribological tests, the abrasive resistance of tungsten semicarbide is almost twice as high as the abrasive resistance of the VK-6 hard alloy. The absolute abrasive wear resistance of the carbide coating in the presence of a lubricant is ten times higher than that of the hard alloy. Particular applications of the tungsten carbide coatings and their advantages over commercially available materials and coatings have been described.     

碳化硅晶须的制备及其在复合材料增韧中的应用

碳化硅晶须由于具有高强度、高硬度和优良的耐高温、抗蠕变及抗氧化性等优点因而备受关注。本文介绍了碳化硅晶须的生长机理、制备方法及其质量评价标准,总结了碳化硅晶须增韧的复合材料中其与基体复合的必要条件及其在复合材料增韧中的应用,并指出了其发展趋势。     

国内外矿用高耐磨、高韧性硬质合金新技术

近年来随着国内国外采掘业的快速发展,对硬质合金材料也提出了越来越高的要求,而耐磨性和韧性在传统的同一硬质合金中却是一对此消彼长的矛盾体。本文着重列举了超细及纳米晶粒硬质合金、双粘结相结构硬质合金、双晶结构硬质合金、"高温粉末"基硬质合金、功能梯度结构硬质合金以及低钴粗晶硬质合金共六种近年来国内外实现高耐磨性与高韧性协调统一的硬质合金新技术,归纳和比较了各技术的制备工艺、技术原理、材料性能和发展状况。探讨了晶粒大小、微观结构以及所选原料性能等引起硬质合金硬度、耐磨性、强度、韧性等宏观力学性能的变化,分析了各主要因素的影响趋势,以及各种技术需要解决的问题,以期对我国发展新型硬质合金提供有益参考。