al2o3审审tic审审fe磁性磨料的制备及其性能研究word格式论文.docxVIP

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate SchoolCollege of Material Science and TechnologyStudy of Preparation and Properties ofAl2O3-TiC-Fe Magnetic Abrasive GrainA Thesis in Material ScienceBy Na DuAdvised by Professor Yong ZhengSubmitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringMarch, 2012承诺书本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明 引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著 作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复 印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名： 日期： 摘要本文采用热分析(DSC)、X 射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、X 射线能谱分析(EDS) 等实验手段系统地研究了 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料的成分设计、制备工艺、物相组成、显微组织、 力学性能和研磨性能之间的关系。通过概述磁力研磨加工技术及其研究进展，总结了磁性磨料在研磨过程中的加工机理、受 力分析、影响因素等问题；并通过概述磁性磨料及其制备技术的研究进展，提出了目前在磁性 磨料制备方面存在的问题，从而提出了本文研究的目的和意义。研究了 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料在真空烧结过程中的物理化学变化。得出的结论主要有：在 900℃以下，部分 Mo 与 C 反应生成了 Mo2C，Cr 通过固态扩散固溶到 Fe 基体中；Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料的最终物相由 Fe、Fe-Cr 粘结相和 Al2O3、TiC 磨粒相组成。研究了真空烧结工艺对 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影响。结 果表明：在烧结过程中，适当的液相烧结能提高 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料的研磨性能和使用寿命。 在 1220℃下烧结 2h 后，Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料烧结体能获得较高的致密度和良好的力学性能； 对 45 钢研磨加工后，工件表面粗糙度达 0.314μm，磁性磨料使用寿命为 36min。研究了磨粒相中 Al2O3 含量对 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影 响。研究表明，Al2O3 含量为 15%时，Al2O3 和 TiC 颗粒在 Fe 基体中分布均匀，颗粒尺寸适当， 以此成分制备的磁性磨料力学性能适度，研磨性能和使用寿命相对较好。烧结体线收缩率为 1.7%，相对密度为 63.6%，维氏显微硬度值为 525.1HV，抗弯强度值为 105.9 MPa，磨料的单颗 粒抗压强度值为 45.8MPa。研究了合金元素 Si、Ni 对 Al2O3-TiC-Fe 磁性磨料物相组成、力学性能和研磨性能的影响。 研究表明，Si 在烧结过程中降低了液相点温度值，其含量为 5wt%时，充分进行的液相烧结使 磨粒相分布均匀，从而提高了烧结体的致密度和力学性能，对 45 钢磁力研磨后，被加工工件的 表面粗糙度值达到了 0.275μm，磁性磨料使用寿命达到了 39min。Ni 添加量为 10%时能显著改 善磁性磨料基体和磨粒相之间的润湿性，磁力研磨后 45 钢工件表面粗糙度值为 0.301μm，使用 寿命为 33min；而当 Ni 添加量为 15%时，磁性能的降低导致磁性磨料不能沿磁力线方向排列成 “磨料刷”，从而不能对工件进行研磨加工。 关键词：磁性磨料，烧结工艺，化学成分，相组成，磁性能，研磨性能ABSTRACTIn this thesis, the relationship among composition, manufacturing process, phase constituent, microstructure mechanical properties and abrasive properties of Al2O3-TiC-Fe magnetic abrasive has been systematically investigated by thermal a