高速切削刀具材料及其与工件匹配研究

实现高速切削加工,刀具材料是关键。目前国内外用于高速切削加工的刀具材料主要有聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、TiCN基金属陶瓷和涂层刀具等。本文介绍了这些高速切削刀具材料各自的特点和应用范围,分析了高速切削刀具材料与工件材料的匹配,并阐述了针对常用工程材料的高速切削加工和刀具材料的合理选择。     

稀土增强MoSi2力学性能的研究

本文比较了稀土／ＭｏＳｉ２、ＭｏＳｉ２两种材料的室温硬度和断裂专心性，指出了稀土的增强作用，并探讨了其韧化机制。     

Al对MoSi2材料干摩擦磨损性能的影响

运用M－2型摩擦磨损试验机测定了不同载荷条件下Al／MoSi2材料与45钢配对时的干摩擦磨损性能，采用SEM观察了摩擦副表面的形貌，利用X－ray分析了相组成，并探讨了其磨损机制。结果表明：少量Al的添加降低了MoSi2材料的摩擦磨损性能，其摩擦系数和磨损率均可用负荷的4项式表示。随负荷增大，Al／MoSi2材料的磨损机制主要表现为微切削、粘着磨损和凿削式磨粒磨损。     

微量镁对Mo-Si混合粉末机械合金化的影响

采用X射线衍射(XRD) 和扫描电子显微镜(SEM)测试方法研究了Mg含量为6%和12%的Mo-Si-Mg混合粉末在球磨过程中相的演变规律、组织形貌以及热处理对球磨粉末的影响. 结果表明: 在球料比30:1, 转速304 r·min-1条件下, Mo-Si-Mg粉末球磨40 h时才生成亚稳态β-MoSi2, 球磨180 h仍有残留的单质Mo. Mg对MoSi2的合成有阻碍作用, 其合成机制是一种缓慢的反应模式, 不是类自蔓延模式. 球磨后得到粉末的形状近似球形, 并发生了团聚现象. 球磨粉末在900和1000 ℃退火处理1 h后, 亚稳态β-MoSi2全部转变为稳态α-MoSi2, 并且产生了Mo5Si3新相.     

超细TiCN基金属陶瓷的制备及其微波烧结工艺研究

采用微波烧结技术制备了超细TiCN基金属陶瓷材料,研究了烧结温度和保温时间对超细TiCN基金属陶瓷材料力学性能的影响,并利用扫描电镜观察了断口形貌及其组织结构。结果表明:随着烧结温度的升高,超细TiCN基金属陶瓷的收缩率、致密度、横向断裂强度和硬度均先增大后减小。该材料经1500℃保温30 min,可获得晶粒细小、组织均匀、性能优异的超细TiCN基金属陶瓷,此时其横向断裂强度和硬度分别为1547 MPa和90.6 HRA。     

喷涂粉末对MoSi_2涂层结构的影响

以自蔓延合成MoSi2粉末和团聚体MoSi2粉末为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层,考察了两种喷涂用粉末对MoSi2涂层的相组成和微观组织的影响。结果表明,自蔓延合成粉末制备的MoSi2涂层含有较多的Mo5Si3和Mo相,不利于涂层的抗氧化性能;采用团聚体粉末为喷涂原料,可制备出含有少量的Mo5Si3相和Mo相且致密性较好的MoSi2涂层。     

具有多孔结构的HA/TiO2生物材料的制备工艺研究

以聚氨酯为造孔支架模板,采用有机泡沫法与高温烧结法,制备了多孔HA/TiO2陶瓷支架材料。讨论了烧结保温时间、PVB含量、TiO2含量等对材料结构与性能的影响。研究表明:较佳的烧结工艺为1 200℃烧结3 h,烧结后样品主要是HA、TiO2相。多孔HA/TiO2陶瓷拥有大孔径300～1 000μm,也有50～300μm的小孔径,具有较好的孔连通性与孔结构,有利于细胞和组织的生长以及营养输送。TiO2具有增强效应,其含量增加,材料压缩强度提高,但TiO2含量过高会增加其脆性,最佳含量为5%,此时材料力学性能接近于人体松质骨。     

SiC对MoSi2低温氧化行为的影响

利用热重量分析、Ｘ射线衍射和扫描电镜观察分析了ＳｉＣ在ＭｏＳｉ２低温化中的作用。结果表明ＳｉＣ的加入促进了ＭｏＳｉ２的氧化,但未发现“ＰＥＳＴ”现象。     

等离子喷涂距离和氩气流量对MoSi_2 涂层结构的影响

以MoSi_2粉末为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层,考察了不同喷涂距离和氩气流量对MoSi_2涂层的相组成和微观组织的影响.结果表明,随喷涂距离的增加,涂层的相组成由富硅相向富钼相演变;氩气流量的增大可减少涂层中的富钼相,但若流量过大,则会降低涂层的致密性;采用喷涂功率为30 kW、喷涂距离为100 mm和氩气流量为50 L/min的喷涂工艺可制备出以MoSi_2为主相且致密性较高的涂层,明显提高了基体的高温抗氧化性.     

溶胶-浇铸与浸析法制备多孔HA基复合材料及其性能研究

采用溶胶-浇铸与浸析法, 将PLGA溶胶填充于经高温烧结所获得的多孔HA/TiO₂基体陶瓷材料后去除造孔粒子, 成功制备出HA/TiO₂/PLGA多孔陶瓷复合材料。研究表明: 复合材料具有多孔结构, 存在200~800 μm的大孔和约50~200 μm的贯通气孔; 复合材料的孔隙率随NaCl含量的增加而增加; 随着NaCl含量的增加, 复合材料的压缩强度由4.03 MPa上升到4.83 MPa后, 再降至4.05 MPa; 溶胶粘度大于25 mPa·s时, PLGA填充微小孔隙的量减少, 由于HA/TiO₂基体陶瓷材料表层的TiO₂出现微小的水化, 导致复合材料脆性增加; 复合材料的降解量随着PLGA含量增大而增大; 随着降解时间的延长, 复合材料表面磷灰石增多, 表现出一定的生物活性, 并且力学性能接近人体松质骨, 有望成为骨替换材料。