稀土氧化物对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷刀具材料显微结构和力学性能的影响.pdfVIP

稀土氧化物对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷刀具材料显微 结构和力学性能的影响1 王随莲，徐立强，黄传真，刘增文 （山东大学机械工程学院，先进射流工程技术研究中心，济南 250061 ） 摘 要：研究了两种烧结工艺条件下稀土氧化物对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷刀具材料显微结构 和力学性能的影响，结果表明，材料的力学性能受工艺影响很大，在烧结温度 1400oC压力 25MPa ，保温时间为30 分钟的工艺条件下，稀土氧化物的添加会大幅度的降低材料的力学 性能；在温度 1450oC压力25MPa ，保温时间为30 分钟的工艺条件下，稀土氧化物会提高材 料的断裂韧性。 关键词：稀土氧化物，Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷，显微结构，力学性能 1. 引言 稀土元素被称为“工业维生素”，稀土加入硬质合金中能明显的提高硬质合金的力学性能 [1] 。关于稀土作为陶瓷的增韧补强相，很多学者做了大量的研究，如对Al O [2],Si N [3],SiC[4] 2 3 3 4 和钛酸铝[5]等的组织结构和力学性能都有影响，特别是对断裂韧性和强度有所提高。李鹏等 [6] 研究了稀土元素钇对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响，结果表明当钇含量为0.8wt% 时，晶 粒的细化效果最明显，此时Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度最大。但添加La O -Y O 对 2 3 2 3 Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响研究的还非常少，因此本文对此进行研究。 2. 实验过程 本文以Ti(C N ) 固溶体为基体，粘结金属为Ni和Co，添加剂为La O 和Y O ；Ti(C N ) 0.7 0.3 2 3 2 3 0.7 0.3 的粒度为3um,Ni和Co粒度为2.3um,纯度98% ；La O 和Y O 的粒度为2.35um，纯度99% ； 2 3 2 3 材料配比如表1 所示。 将实验原料粉末按比例配料，加入酒精混合，用硬质合金球球磨，球磨时间为24 小时； 在真空箱中干燥，过100 目筛；把混合好的原料装入石墨模具中，最后用不同的热压烧结工 艺进行烧结，保护气体为氮气；为对比力学性能，采用两种烧结工艺进行烧结：温度 1400oC 1教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20030422012 ）。 -1- 表 1 添加稀土氧化物Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料配比（wt% ） 编号 Ti(C N ) Ni Co Y O La O 0.7 0.3 2 3 2 3 JT 1 88% 4.5% 7.5% 0% 0% JT2 88% 3.5% 6.5% 2% 0% JT3 88% 3.5% 6.5% 1% 1%