Ti(C,N)基金属陶瓷材料的组织与性能

系统总结了近年来研究的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的基本成分、制备过程、工艺处理及其组织与性能,阐述了影响Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能的因素,提出了改善Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能的努力方向.     

Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用

概述了近年来Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用研究成果,分析指出,研究的关键在于提高Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性,同时在保证材料性能的前提下不用或少用钴等稀缺资源,对该材料的发展具有重要意义.     

超细/纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能研究进展

综述了近几年超细或纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能的方法,简要分析了含超细或纳米粉末Ti(C,N)基金属陶瓷的致密化问题.总结了真空烧结 热等静压处理和放电等离子烧结的特点,并分析了微波烧结和等离子活化烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷的可能性.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的价电子结构及润湿性研究

在阐述Ti(C,N)基金属陶瓷的典型组织结构及润湿性的基础上,分析了Ti(C,N)基金属陶瓷中不同碳化物及碳含量对价电子结构及润湿性的影响.发现添加不同的碳化物时,Mo2C对改善润湿性的效果最明显,而VC对价电子结构参数nA影响最大.并且得出,在一定范围内,随碳含量的增加,不仅价电子结构参数nA增大,而且润湿性也明显改善.     

纳米粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷制备的研究

用三点弯曲实验和显微分析评价了在基体中添加纳米粉和晶粒长大抑制剂对制备纳米粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:基体中添加纳米粉含量为5wt%,单向冷模压制压力控制在110～150MPa,最高烧结温度的保温时间为10min时,烧结坯的抗弯强度(TRS)达到2112 MPa,洛氏硬度(HRA)为90;晶粒长大抑制剂(1wt%TaC 0.5wt%Cr3C2)能较好地抑制晶粒长大.     

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的制备研究

采用Ti(C,N)纳米粉末制备Ti(C,N)基金属陶瓷.研究了烧结温度、保温时间和升温速度等工艺参数对含10wt％纳米粉末的Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,得到优化烧结工艺为1450℃,保温75min,升温速度3℃/min.用优化工艺制备的Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度提高了约36.7％,增强机理主要表现为细晶强化、弥散强化和固溶强化.     

实现Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化的技术路径

Ti(C,N)基金属陶瓷因具有高强度、高硬度、耐高温、耐酸碱、耐磨损等优良性能而被广泛应用于刀具、模具等。在高温切削加工时,金属陶瓷刀具不但具有优良的抗粘附性和热稳定性,还拥有比硬质合金刀具更好的高温红硬性、耐磨性和抗氧化性,并且具有自润滑性能。在日本,金属陶瓷刀具的应用占全部刀具的35%以上,欧美等国也达到20%以上,而在我国,金属陶瓷刀具和陶瓷刀具主要依靠进口,金属陶瓷刀具的使用量仅占刀具总量的3%。由此可见,我国金属陶瓷刀具的研发与生产应用远远落后于发达国家。为实现把我国建设成为全球制造业强国的梦想,必须加快我国金属陶瓷刀具研发、生产与推广应用,以改善加工业的加工精度和产品表面光洁度,提高加工业的加工效率,保证制造业零部件的高质量,全面提高我国制造业水平。虽然Ti(C,N)基金属陶瓷刀具比传统的硬质合金刀具有更好的高温红硬性、耐磨性和抗氧化性,但是冲击韧性、断裂强度较差及高温强度不够是其致命的缺点。为此,国内外学者在Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性方面展开大量的研究工作,并取得了一定的研究成果。研究工作主要集中在:(1)陶瓷相与金属相的成分;(2)烧结工艺;(3)引入纳米增强体。近两年来,由于钼、钴的资源短缺与价格上涨,从实际生产成本和高性能等方面考虑,一些学者还对无钼无钴、掺高熵合金Ti(C,N)基金属陶瓷的性能进行了研究。本文采用比较法,对有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料强韧化的研究成果进行了分类、归纳与总结,从而得出了影响Ti(C,N)基金属陶瓷材料强韧化的三个因素——组成成分、显微结构和烧结工艺,并就此展开讨论;介绍了当前增强增韧Ti(C,N)基金属陶瓷的三种主要方法——纳米颗粒改性增韧法、晶须增韧法和纤维增韧法;最后提出关于今后Ti(C,N)基金属陶瓷材料的强韧化研究亟待解决的问题与发展方向。     

添加AIN对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和显微组织的影响

试验研究结果表明,适量加入AlN能够提高Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度.原因是烧结中AlN发生了分解,在粘结相中形成强化相γ’,从而强化了粘结相.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构与合金化

Ti(C,N)基金属陶瓷的高温红硬性、耐磨性和抗氧化性好,与金属材料间的摩擦系数低,是制作工模具和耐磨零部件的理想材料.简要介绍了合金化成分对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响以及多元(Ti,M)(C,N)固溶体粉末制备和金属陶瓷烧结技术的研究现状.     

Ti(C, N)基金属陶瓷中环形相的本质及形成过程

研究了Ti(C,N)基金属陶瓷中环形相的本质及生长过程.结果表明,环形相具有同TiC相同的晶体结构和位向关系,且点阵参数相近,环形相可用分子式(Ti,W,Mo)(C,N)来表示.环形相在固相烧结阶段通过扩散就开始形成,并在液相烧结阶段得以较快生长.文中还给出了环形相生长过程的模型图.     

粉末增塑挤压成形脱脂技术研究

综述了粉末增塑挤压成形中几种传统脱脂工艺的脱脂机理及其理论模型,包括热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂和虹吸脱脂,介绍和评述了国内外最新发展的几种脱脂方法,指出了粉末增塑挤压成形脱脂技术当前的研究重点.     

超细316L不锈钢粉末注射成形的脱脂工艺

采用溶剂脱脂和热脱脂相结合的方法,研究了超细316L不锈钢粉末注射成形坯的脱脂工艺。注重考察了升温速度和保温时间对不锈钢注射坯的热脱脂工艺的影响。研究表明注射成形坯经正己烷溶剂脱脂后,石蜡组元全部被脱除。其它组元在后续的热脱脂中被去除,确定了优化的升温速度和保温时间,试样没有出现缺陷,并缩短了脱脂周期,该周期大约为10小时。     

钛合金粉末注射成形热脱脂工艺的研究

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,然后利用溶剂脱脂方法脱除坯体中可溶性粘结剂.在热脱脂速率为2.0℃/min、最高脱脂温度600℃、保温时间为1h和真空脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂,坯体中残余碳氧含量分别0.092%(质量分数)和0.28%,低于国外报道的PIM钛合金脱脂坯中残余碳氧含量.XRD结果表明,脱脂坯中只存在α相,没有TiC,Ti3Al,TiO和TiN等杂质相存在.N2气氛下脱脂,脱脂坯中残余碳含量较低,但氧含量较高.     

粉末近净成形溶剂脱脂技术

溶剂脱脂技术在粉末注射成形和粉末挤压成形工业生产中广泛应用。本文阐述了溶剂脱脂的基本过程,介绍了目前常见的一些溶剂脱脂方法及其研究进展,讨论了溶剂脱脂理论的研究现状,指出了当前溶剂脱脂技术发展要解决的主要问题。     

Ti(C,N)/AlCoCrFeNi金属陶瓷烧结过程中的粘结相表面富集行为研究

通过分析合金表面形貌以及表面物相,研究了新型Ti(C,N)/AlCoCrFeNi金属陶瓷烧结过程中粘结相的表面富集行为。结果表明,在1 300℃下烧结60min后,合金烧结体表面发生了明显的富集,并形成了第三相,即类似M_6C结构的缺碳相(η)。该现象的产生主要归因于烧结过程中,表面脱碳形成了表面和内部的碳浓度差、固溶体浓度差以及温度差,促使金属元素钨、钽、钛、钼以扩散的方式向内迁移,表面的低碳造成合金的共晶温度提高,表面的液相量减少从而产生负压张力,导致内部的液相向表面迁移。另外,由于合金微观组织中体积含量不同的粘结相区域产生压力差,导致在烧结过程中富钨区的粘结相倾向于向液相量低的贫钨区迁移,使得金属粘结相逐渐向表面迁移、渗透,富集于表面。