TiCN基梯度功能金属陶瓷的制备及其切削性能.pdfVIP

锨 财 抖 2014年第l3期(45)卷 文章编号 ：1001—9731(2O14)13-13126—05 TiCN基梯度功能金属陶瓷的制备及其切削性能 唐思文 ，刘德顺 ，李鹏南。，唐文波。，唐 德。 (1．中南大学 机电工程学院，长沙 410083； 2．湖南科技大学 机械设备健康维护省重点实验室，湖南 湘潭 411201； 3．湖南科技大学 机电工程学院，湖南 湘潭 411201) 摘 要： 以TiCN—WDMo2(2-TaC-Co—Ni为原料 ，通 原位扩散工艺制备了表面富N 的梯度结构合金，极大 过成分和 气氛控制，获得 了功能梯度 TiCN 基金属 陶 地提高刀具的耐磨性和断裂韧性 。随后 ，奥地利学者 瓷材料。采用带有能谱分析仪的扫描 电子显微镜和 x W．Lengauer等 一”对原位扩散制备功能梯度硬质材 射线衍射仪观察和分析 了材料 的微观组织和物相组 料的相形成 、冶金反应 、液相形成温度、脱气温度和微 成 ，通过车 削实验考察 了所制备 的刀具 的切 削性 能。 观结构等进行 了较系统的研究，张武装等 研究了 结果表明，WC含量较低时，通过气氛控制可以获得表 TiCN含量对 WC基硬质合金梯度涂层的影响。大量 面富 Ti层、中间富 W 层和基体 的 3层 TiCN 基金属 的研究结果表 明l】,~a163，通过真空烧结可 以在刀具材 陶瓷梯度层 ，烧结温度 的提 高有利 于梯度层的厚度的 料表面形成富 w 的韧性层 ，为制备高性能涂层打下基 增加 ；WC含量较 高时，烧结后 WC在表面富集 。15 础，通过控制气氛烧结可以在刀具表面形成富Ti的立 WC含量的TiCN基金属陶瓷在 1460℃氮气气氛 中 方相碳化物和氮化物层 ，其切削性能优于均质的金属 烧结 1h时，富Ti层的厚度 约为 l5～20tim，富W 层 陶瓷和涂层硬质合金 。但 以TiCN为主要硬质相 ，制 厚度约为 15～20tim。经氮化烧结后材料表面的(Ti， 备梯度金属陶瓷 的研究甚少 。本文 以高耐磨 的TiCN W ，Mo)(C，N)衍射峰相对材料 内部 向右偏移。真空 基金属 陶瓷为研究对象 ，研究烧结温度、烧结气氛和 烧结时，当wC含量较低 时，Ti和 w 元素分布 比较均 WC含量对 TiCN基金属陶瓷梯度结构形成及其显微 匀；随着 wC含量的升高，表面 出现 了贫 Ti富w 层 ， 结构的影响。 且随着 wC含量增加 ，表面富w 层增厚，WC含量为 24 时，富w 层厚度25a／m。切 削实验表 明表面富 2 实 验 Ti的金属 陶瓷的切 削性能优 于表 面富W 的金属 陶瓷 以 TiCN、WC、Mo2C、TaC、Co、Ni为实验原料 ，按 材料 。 表 1所示的比例配制好后 ，装入高能球磨机 中球磨和 关键词 ： TiCN；金属陶瓷 ；梯度 ；微观组织 ；切削性能 混合 ，球料比为8：1，球磨介质为无水 乙醇 ，球磨时间 中图分类号 ： TG7；TH14；TG15 文献标识码 ：A 为 96h，干燥后得到成分均匀的原料粉末 ，将原料粉末 DoI：l0．3969／j．issn．1001-9731．2014．13．027