纳米TiN改性金属陶瓷刀片的铣削性能

制备了两种纳米TiN改性金属陶瓷可转位铣刀片ToolA和ToolB。研究了这两种新型面铣刀在切削正火态45#钢时的铣削性能及其失效机理。试验结果表明,两种试验铣刀片在Vc=294m/min,fz=0.16mm/z,ap=0.5mm条件下铣削45#钢时,均未发现“崩刃”现象,并全都以“磨损”的形式失效,刀具寿命较长。此外,在同样切削条件下,ToolA具有良好的抗氧化磨损性能,而ToolB有更高的耐机械冲击能力;高温扩散和氧化磨损成为导致纳米TiN改性铣刀片磨损失效的主要原因。     

Mo含量对TiC基金属陶瓷 组织和力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了6组不同Ni、Mo添加量的金属陶瓷材料.通过扫描电镜观察组织结构、断口形貌及裂纹扩展,用三点弯曲法测试抗弯强度,用洛氏硬度计测得试样硬度.试验结果表明,添加Mo后,TiC基金属陶瓷呈现出典型的芯壳结构,组织细化明显.当TiC含量为70%、Ni∶Mo=2 ∶ 1时,材料的抗弯强度、硬度与断裂韧性综合...     

压缩机转子铣削可转位刀片的磨损特性研究

螺杆转子作为双螺杆压缩机的核心部件,通过成型铣削加工而成,加工工艺属于大型、断续加工类型,刀片承受的切削力和冲击载荷很大,易产生磨钝、崩刃等失效形式。本文通过对比两种不同涂层刀片(CV＿1:TiCN+Al₂O₃+TiN;CV＿2:TiN+TiCN+Al₂O₃)铣削加工阴转子的试验,得到磨损曲线和铣削过程中的换刃情况,并通过SEM和EDS得到CV＿1和CV＿2的主要磨损形式均为机械磨损和氧化磨损,CV＿2出现了更严重的粘结磨损;CV＿2与CV＿1相比,前期耐磨性更好,后期耐磨性能较差;对两种刀片的磨损特征和寿命进行评估比较,得到CV＿1切削刃使用效率和使用寿命分别为刀片CV＿2的82.76%和82.74%,并获得了两种刀片的换刀频次,有利于后续加工中减少观察刀片磨损情况的次数,优化刀片使用方案,提升转子加工效率。     

一种纳米改性金属陶瓷材料的研究

研究了一种以TiC为基,纳米TiC和WC为改性剂,另加入Ni、Mo、Fe为粘结相的金属陶瓷耐磨材料,对该材料的强度、硬度和磁性进行了检测,并与相同成分的未加改性剂的TiC粒径≥2.4μm粗颗粒金属陶瓷进行了性能对比试验。结果表明:改性剂起到了明显的优化作用,经纳米改性后的金属陶瓷,既提高了强度、密度,也提高了硬度。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷研究进展

分析了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展、组织结构、性能特点及应用;特别阐述了近年来纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的研究动态和进展,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷未来发展趋势是向超细晶粒(纳米结构化)方向和提高材料的强韧性、可靠性方向发展。     

纳米改性金属陶瓷刀具切削塑性金属的影响规律

纳米改性金属陶瓷刀具是一种新型的刀具材料,本文通过对其力学性能的分析确定其应用的范围,并通过具体的切削实验,验证了其在加工塑性材料时具有优越的切削性能,并分别研究了进给量、切削速度及切削速度对刀具寿命的影响,推导出了切削用量三要素与刀具使用寿命之间关系的广义Taylor公式,从该公式的指数可以看出,进给量对刀具使用寿命的影响也很大,几乎和切削速度对刀具使用寿命的影响相当,实验所得出的结论将有助于合理正确地使用这种新型刀具。     

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能

Ti(C,N)基金属陶瓷由于具有优良的综合性能因而被广泛用作刀具材料。本文探讨了纳米 Ti N对 Ti C基金属陶瓷刀具显微组织的影响 ;还研究了它与 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具 (cermetμm,下同 )及 YG8刀具在切削灰铸铁时的磨损曲线及磨损机理。结果表明 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具 (cerm etnm,下同 )的效果显著 ;与 cermetμm刀具及 YG8刀具相比 ,cermetnm刀具具有更高的寿命与耐磨性 ;崩刃是 cermetnm刀具主要的失效形式     

纳米结构涂层与纳米改性材料

简要介绍作者近年来研发的几项纳米结构涂层和纳米改性材料技术的研究与应用进展,包括热喷涂纳米结构陶瓷涂层、热喷涂纳米结构硫化物自润滑涂层、电镀和电泳沉积纳米结构涂层、纳米改性硬质合金材料、纳米改性合金铸铁材料。从而证明纳米科技的工业应用不是梦。     

Al含量对Ti1-xAlxN涂层组织结构、力学性能和铣削性能的影响

目的研究不同Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层的影响,以获得铣削铸铁材料性能最佳的Ti AlN涂层。方法采用阴极电弧蒸发沉积法在WC-Co硬质合金表面制备两种不同Al含量的Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分组成,通过CSM纳米硬度计和纳米划痕仪测定涂层的纳米硬度、弹性模量、抗塑性变形因子、显微硬度耗散系数MDP和划痕裂纹扩展阻力CPRs等性能指标,同时比较不同Al含量涂层刀片在铣削灰口铸铁HT250和球墨铸铁QT450时的性能和磨损机理。结果 Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层主要物相均呈NaCl型面心立方结构,以(200)方向为择优取向,且高铝涂层的XRD衍射峰向高角度偏移量大于中铝涂层,说明高铝涂层具有更高的铝固溶量。与Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层相比,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层的抗塑性变形因子较小,MDP和CPRs较大,表现出更优的塑性、韧性和膜基结合力。在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的平均寿命分别为30、60 min,相比Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层,切削性能更好。结论对于Ti AlN涂层来说,提高Al的质量分数至67%可以获得更优的塑性、韧性和膜基结合力,在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的切削性能较优。     

基于FEM的纳米TiN改性金属陶瓷刀具的切削性能研究

文章以纳米TiN改性金属陶瓷刀具作为研究对象.基于大变形-大应变、增量理论及拉格朗日算法,建立了Cockcroft&Latham断裂分离及磨损准则的有限元模型,并对AISI1045钢进行切削加工模拟.改变刀具角度,得到不同角度纳米TiN改性金属陶瓷刀具切削过程中的主切削力、温度及后刀面磨损变化曲线,模拟结果与相关切削理论比较吻合.结合刀具磨损SEM形貌,简要分析了此刀具磨损机理.文章的研究能够为后期新型刀具材料的研究开辟了新路径,以期到达缩短研制周期,降低成本的目的.     

基于机械诱发自蔓延反应制备TiC基金属陶瓷的组织与性能

以Ti、Mo、C、Ni粉末为原料在氩气保护下通过高能球磨诱发的自蔓延燃烧反应合成了TiC-Ni和(Ti,Mo)C-Ni复合粉末,将合成的粉末经成形和烧结后制备得到了高韧性的金属陶瓷材料,并对碳化物的形成机理以及金属陶瓷的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:高能球磨诱发的自蔓延燃烧反应释放的热量造成了金属Ni熔化产生液相,Ti、Mo、C不断溶解于液相并发生反应,生成的TiC或(Ti,Mo)C在液相中形成并析出;制备得到的TiC-Ni和(Ti,Mo)C-Ni金属陶瓷易于烧结致密化,其硬度不低于13.2 GPa,弯曲强度不低于1 559 MPa,与传统粉末冶金方法制备的金属陶瓷相当,但是其断裂韧性高于传统金属陶瓷,可达12.04 MPa·m1/2。     

金属陶瓷可转位铣刀的研制

论文说明了研制的金属陶瓷可转位铣刀的结构及可转位刀片的形状，分析了金属陶瓷可转位铣刀的角度的选择。通过切削试验表明研制的金属陶瓷可转位铣刀的耐用度高，加工工件的表面粗糙度达Ra0．8。     

硬质相比例含量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

本文采用真空烧结方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,结合光学金相显微镜、SEM以及力学性能检测等手段,研究了硬质相Ti(C0.5,N0.5)、(Ti39.8W46.9)C的比例含量对金属陶瓷微观性能、力学性能的变化规律。结果表明,经过真空条件1 450℃烧结60 min,不同比例硬质相的金属陶瓷微观组织均出现有明显的核芯/环形结构。随着硬质相(Ti39.8,W46.9)C含量增加,Ti(C0.5,N0.5)相含量减小,黑芯硬质相数量减小,环形相厚度增加,白芯硬质相增加。基体硬度逐渐降低而抗弯强度则逐渐增加,断裂韧性随白芯数量增加而有所提升。通过研究综合性能,当硬质相Ti(C0.5,N0.5)和(Ti39.8W46.9)C的质量分数比例分别为29.6%及29.5%,力学性能最佳,硬度达到92.2±0.3 HRA,抗弯强度为2 050±50MPa,断裂韧性为10.2±0.2 MPa·m1/2。     

烧结气氛对Mo_2FeB_2基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

本文运用XRD和SEM等对比研究了烧结气氛对Mo2FeB2基金属陶瓷相组成、显微组织和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1250℃,保温时间为40min时,真空烧结后,金属陶瓷可获得较均匀的显微组织和较佳的力学性能,抗弯强度为1774MPa,硬度为90.4HRA;氩气气氛烧结时,由于碳不能完全除去粉末颗粒表面和B2O3中的氧,降低了烧结过程中液相对硬质相颗粒的润湿性,从而导致金属陶瓷的力学性能明显降低;氮气气氛烧结时,粘结相Fe与氮气发生反应生成了Fe3N,导致烧结过程中没有出现液相,未能得到致密的烧结体。     

真空粉末烧结三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了真空粉末烧结在45钢基体表面制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织和性能，论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响，分析了覆层显微组织、显微硬度分布以及覆层与钢基体界面的形成特点。结果表明，含B、M0、Ni、Cr的原料粉末在1220℃～1250℃反应烧结，可获得1～3mm厚的三元硼化物（Mo2FeB2）基金属陶瓷覆层。该覆层由α粘结相＋Mo2FeB2硬质相组成，其组织致密，显微硬度为1200HV，覆层和钢基体通过Fe、B、Cr、Ni相互扩散渗透形成牢固的冶金结合。     

机械球磨热压烧结Mo-50%Cu合金的组织性能

采用机械球磨-真空热压固相烧结工艺制备Mo-50%Cu(质量分数, 下同)合金,研究机械球磨Mo/Cu复合粉末的组织形貌及热压烧结Mo-50%Cu合金的组织与物理、力学性能。结果表明：热压固相烧结工艺是制备高致密、高Cu含量Mo-Cu合金材料的有效途径;通过机械球磨可以显著细化Mo/Cu复合粉末及烧结态Mo-Cu合金中Mo相组元的尺寸并使其分布均匀化;获得的Mo-50%Cu合金中Mo相细小、均匀弥散分布于Cu基体中,既没有形成对导电性有较大负面影响的网络结构,又能充分发挥Mo相的弥散强化作用,因此,具有优异的物理与力学综合性能     

化学成分对TiC-Ni系金属陶瓷显微组织的影响

为探究Mo、WC、ZrC对TiC-Ni系金属陶瓷组织的影响,真空烧结制备了TiC- Ni系金属陶瓷。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等研究了Mo、WC和ZrC对金属陶瓷显微组织的影响。结果表明,TiC基金属陶瓷的显微组织随着Mo、WC、ZrC的加入而逐渐细化,形成(Ti,Mo)C、(Ti,Zr,Mo)C、(Ti,Mo,W)C、(Ti,Zr,Mo,W) C、(Zr,Ti,Mo)C和(Zr,Ti,Mo,W)C等固溶体,并且在10%TiC-40%ZrC-14%Mo-15% WC-20%Ni-1%C试样中出现了无芯晶粒(coreless grains)、微裂纹及微孔洞。断裂韧性测试结果表明,该显微结构能大大提高材料的断裂韧性。     

硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢刀具寿命研究

AISI410不锈钢广泛应用于各种工业设备的制造,如汽轮机叶片,各种泵的机械零件和蒸汽设备等。加工过程中存在着导热率低、加工硬化严重、切削力大等问题,属于典型的难加工材料。本文通过硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢正交试验,研究了硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢时刀具寿命的变化规律,归纳了相应的刀具寿命模型,并对其中的各影响因素的独立作用效果进行了分析。试验结果表明:硬质合金涂层刀片加工AISI410不锈钢时,铣削方式、每齿进给量、切削速度、轴向切削深度对刀具寿命的影响依次减小;切削速度越低,每齿进给量对于刀具寿命的影响越大;切削效率一定时,降低切削速度增大每齿进给量有利于延长刀具寿命。