Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的性能影响因素
2014-09-21张茜,刘兵,陈慧
重庆文理学院学报(社会科学版) 2014年5期
张 茜,刘 兵,陈 慧
(1.重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 巴南 400054;2.重庆市粉末冶金工程技术研究中心,重庆 永川 402160;3.重庆市高校微纳米材料工程与技术重点实验室,重庆 永川 402160)
现代加工技术对切削刀具的要求越来越高,刀具材料的改进和开发也越来越重要.Ti(C,N)基金属陶瓷材料是在20世纪70年代出现的新型工具材料[1],它在高速切削条件下显示出很好的红硬性、耐磨性、耐热性和优异的抗月牙洼磨损能力.Ti(C,N)基金属陶瓷具有与普通陶瓷相近的硬度和耐热性,但抗弯强度及断裂韧性更高[2].因此,Ti(C,N)基金属陶瓷是对钢材进行高速加工和半精加工较为理想的刀具材料.
Ti(C,N)基金属陶瓷可制成微型可转位刀片,用于精镗孔、精孔加工及“以车代磨”等精加工和半精加工领域;其功能填补了传统WC-Co系硬质合金与Al2O3陶瓷刀具之间的空白,是一种具有广泛应用前景的刀具材料,也是目前各国刀具新材料的研究热点之一.
1 材料的基本组元及其作用
Ti(C,N)基金属陶瓷的主要组元包括硬质相、黏结相和添加剂,其中硬质相为Ti(C,N),黏结相为 Co/Ni/(Co+Ni)[3],添加剂主要有 WC、Mo2C等.
1.1 黏结相对材料性能的影响
黏结相含量对材料性能有很大的影响,当其含量增加时,材料的断裂韧性提高,但是硬度下降.
在以Ni作为黏结相的Ti(C,N)基金属陶瓷中,随着Ni的含量逐渐降低,黏结相的体积分数也逐渐降低,硬质相的体积分数增加,使材料的硬度提高,抗弯强度下降;但含Ni量达到一定水平后,材料硬度反而下降.用Co部……
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