SD成型剂对Ti（C,N）基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响.pdfVIP

33o4 助 材 料 生笙 塑 鲞 SD成型剂对 Ti(C，N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响 杨杜鹃 ，叶金文 ，刘 颖 ，李平平 ，邓 玲 (1．四川大学 材料科学与工程学院，四川 成都 610065 2．成都成量工具集团有限公司，四川 成都 610503) 摘 要 ： 采用低压烧 结的方法制备 Ti(C，N)基金属 压坯强度高，可 以使用较快的压制速度而不产生裂纹， 陶瓷材料 ，并结合 C、N、O分析，XRD、BSE、EDS等测 但其主要缺点是其溶液粘度大 ，脱除时残 留碳多，易 试手段研究了SD成型剂对 Ti(C，N)基金属陶瓷合金 “老化”，不适合长时间保存 。PEG成型性能介于石蜡 的C含量、相组成及显微结构和力学性能的影响。结 与橡胶之间，使用方便 (水溶性)，碳残留少，但成型性 果表明，随着 SD成型剂添加量的增加 ，脱胶后压坯 的 能不理想 ，易吸潮 ，混合料颗粒较硬 ，压制压力大 。SD C含量逐渐增加 ，N含量逐渐减小；烧结后 Ti(C，N)基 成型剂作为传统橡胶类成型剂的替代 品，兼有 3大类 金属 陶瓷 由(Ti，Me)(C，N)(Me===W 、Mo、Ta)和 Ni／ 成型剂的优点，在常温下为液态，与汽油 以任意 比例互 Co固溶体相组成；显微组织 以黑芯一白环结构为主 ，并 溶，配制溶液简单方便，制得的混合料易过筛，流动性、 伴随着少量 白芯一灰环 的结构 。SD添加量为 100ml／ 润滑性、成型性好，且具有易脱除、残 留灰分少等优点， kg时，Ti(C，N)基金 属 陶瓷材料 的抗 弯强度 达 特别适用于一些难成型的制品。 1929MPa，硬度为 1588HV。。，添加量为 180mL／kg时， 近年来对 Ti(C，N)基金属陶瓷材料的研究热点主 合金 组织中石墨相的出现使其抗 弯强度大幅度下降。 要集中在成分和工艺对其结构与性能的影响上，而成 关键词 ： Ti(C，N)基金 属陶瓷 ；SD成 型剂 ；显微 结 型剂方面，尤其是新型的SD成型剂方面的研究报道 构 ；力学性能 较少。为此，本文将系统地研究 SD成型剂对 Ti(C， 中图分类号 ： TF124 文献标识码：A N)基金属陶瓷 的C含量及显微结构和力学性能的影 文章编号 ：1001-9731(2012)23—3304-04 响，并优化出最佳的添加量，为高性能Ti(C，N)基金属 陶瓷材料制备提供理论指导。 1 引 言 2 实 验 碳氮化钛基金属陶瓷是以Ti(C，N)为主要硬质组 分 ，添加诸如 WC、TaC、NbC等难熔金属碳化物或氮 2．1 Ti(C。N)基金属陶瓷的制备 化物 ，并以Ni、Co、Mo等为粘结剂 (有时用 Co部分取 实验中所用原料粉末 除Ti(C，N)为实验室 自制 代Ni)的一种复合材料_l】]。它具有高强度、高硬度、优 外，WC、Mo。C、TaC、Co、Ni等粉末均为市售。各种粉 异的耐磨性、红硬性、化学稳定性和抗蠕变性能等优 料的平均粒度和氧含量见表 1。将原料粉末按一定配 点。作为刀具材料 ，它的性能介于 WC—Co硬质合金和 比湿混 48h，并在 70℃下烘干待用。然后，将掺人不同 陶瓷之间，其高温强度比硬质合金的高 ，而韧性又优于 含量 SD成型剂 的混合料分别编号为 1、2、3、4 (如表 AlO。、si。N 陶瓷刀具 ，填补 了硬质合金与陶瓷刀具 2所示)，对应 的烧结体分别为合金 A、B、c、D。将混 在高速精加工和半精加工之 间的空挡 ，特别适合各类 合料在 150MPa的压力下压制成型，