超细ti（cn）基金属陶瓷粉末成形性能及刀具材料的研究

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1、摘要本文首次对超细Ti(CN)矛IWC粉末表面特性、球磨破碎效率、表面改性、粉末成形性能及成形剂进行了系统的研究。通过添加不同的表面活性剂，可以降低超细Ti(CN)署IWC粉末球磨料浆的粘度，提高了Ti(CN)和WC粉末的球磨效率。Ti(CN)基金属陶瓷混合料通过复配添加表面活性剂和改性剂，在超细Ti@№和WC．Co粉末表面改性，粉末表面钝化，提高了它们的抗氧化性能和压制性能，可以压制复杂形状的可转位金属陶瓷刀片。申请了两项成形剂专利，新成形剂适用于手工掺胶工艺又适用于喷雾干燥工艺。本文首次系统研究了超细Ti(CN)基金属陶瓷的化学成分、烧结气氛、显微组织、合金的物理、力学性能

2、与其磁性能的关系。Ti(CN)基金属陶瓷压坯经过在心气氛、真空、N2气氛等三种不同的气氛中烧结后，相应合金的碳、氮、氧总量依次增加，钴磁(饱和磁化强度)依次增大，粘结金属的晶格常数依次变小。Ar气氛和N：气氛烧结造成金属陶瓷合金的表层显微组织不均匀，N2气氛烧结影响更大，其合金的氮含量增3no．5％左右，其矫顽磁力出现异常。Ti(CN)基金属陶瓷在真空中烧结后，显微组织比较均匀，其合金的性能最好；钻磁和矫顽磁力具有很强的正相关性。钴磁可以作为表征Ti(CN)基金属陶瓷合金中碳、氮和氧总量变化的判据，矫顽磁力可以作为组织结构均匀性的判据。本文首次系统研究了纳米Ti(CN)基金属陶

3、瓷压坯在真空烧结过程中收缩系数的变化、环形结构的演变、化学成分、，相成分和晶格常数的变化。研究中发现TaC和M02C在1200℃消失，WC在1250℃消失；氧和碳的含量在1100～1300。C之间急剧地下降；在1300℃时形成氮分解峰。纳米Ti(CN)基金属陶瓷比微米金属陶瓷的烧结温度低50℃～100℃，一般真空烧结不能完全使纳米Ti(CN)基金属陶瓷合金完全致密，必须经过压力烧结。纳米Ti(CN)基金属陶瓷表现出与微米金属陶瓷不～样的组织结构，绝大多数是白芯黑环、非常均匀的球形晶粒；获得了断裂韧性比微米金属陶瓷高50％的致密纳米金属陶瓷。纳米粉末原料有益于Ti(CN)基金属陶

4、瓷显微组织中的环形结构和合金性能的设计。超细Ti(CN)基金属陶瓷中，Co／(Co+Ni)LL在0．7～0．8、W／(W+M01比在0．65左右、N／(N+C)比在0．35～0．45时可以获得比较好的综合性能。微量抑制剂VC、Cr3C2和TiB2加入，可以显著增加Ti(CN)基金属陶瓷合金的硬度，并且获得比较好的综合性能。研制出了高性能、组织均匀的超细Ti(CN)基金属陶瓷刀具材料。获得了一个车削牌号和一个铣削牌号，其性能已达到世界同类产品的先进水平，并初步进行了产业化生产。关键词Ti(CN)基金属陶瓷，表面改性，压制性能，显微组织，性能ABSTRCTThesurfacepro

5、perties，ballmillandcrushingefficiency,thesurfacemodification，compactibilityandpressingagentsofsuperfineTi(CN)andWCmaterialpowderswerestudiedsystemataciallyinthispaperforthefirsttime．TheviscosityofballmillfeedpulpofsuperfineTi(CN)andWCwasdecreasedandthecrushingefficiencyofthepowdersWasincreas

6、edbyaddingdifferentsurfactants．TheoxidationresistanceofTi(CN)andWC-Cowereincreasedbythepowderssurfacemodificationandsurfacepassivating．ThecompactibilityofmixturepowdersofsuperfineTi(CN)basecermetswasincreasedbyaddingdifferentsurfactantsandpolymers，itmaybepressedtoinsertsofcomplicatedshape．Tw

7、opatentsofpressingagentswereachieved，thenewpressingagentsareappliedtohandworkmixingaswellasspraydryingprocess．Therelationsofthemagneticpropertiesamongthechemicalcompositions，thesinteringatmospheres，themicrostructure，thephysicsandmechanicalpropertie