添加超细ti（c，n）制备具有脱β相梯度结构硬质合金的研究

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1、摘要添加超细Ti(C，N)制备具有脱B相梯度结构硬质合金的研究材料加工工程专业研究生曹鼎指导教师熊计随着高速精密加工业的快速发展，优良的涂层刀具越来越成为市场的迫切需求。具有表面脱立方相梯度结构的硬质合金基体(简称脱B相梯度合金)是用于CVD刀具涂层的优质基体材料。脱B相梯度合金刀具基体用于涂层处理时，由于其表面无立方相的韧性材料起到了阻止高温应力裂纹扩散到基体材料的作用，从而保证了涂层刀具的优良性能。本文选择了硬质合金刀具中非常重要的P30合金为研究对象，研究了添加Ti(C，N)、TiN粉末到P30合金中制各的脱B相梯度合金。通过改变合金的烧结形式、N元素的添加方式、组成成分、工

2、艺参数以及对合金进行表面涂层等方式来研究了此类梯度合金的制备工艺、形成机理、影响因素、涂层效果以及切削性能等。采用了XRD、gEM和切削对比试验等方法对比研究了梯度合金的成分、晶粒组织、元素分布、梯度厚度、抗弯强度、涂层一基体形貌、涂层结合强度以及切削性能等。首先，用平均粒度3pmTiN，1．2p．mTiCo5No5和o．13p．mTiCosNo5粉末三种不同的N元素的存在方式，以添加剂的方式加入到P30合金中，采用不充氮保护，连续烧结的方式得到了不同状况的脱0相梯度合金。烧结制度为1440℃，烧结时间为1个小时。金相检测和XRD衍射结果表明：三种N添加方式的合金都生成了脱B相梯度

3、层，梯度的生成来源于含N化合物的分解。SEM检测显示，梯度层内没有Ti相，梯度厚度为20～40p．m。添加TiN的合金孔隙度最大，I四川大学硕士学位论文添加1．2lm平均粒度TiCo．5No5的合金不易得到理想的梯度层，添加超细0．13um平均粒度的脱0相梯度合金具有最好的梯度结构和形貌。而且其抗弯强度和硬度两项物理性能在三种合金中也是最好的。然后，在不同超细TiC05No5粉末添加量的试验中，合金都形成了不同厚度的脱B相梯度层。梯度状况随N量变化发生一定变化。不同超细TiCo5No5粉末添加量的脱t3相梯度合金的抗弯强度较P30合金都有提高。梯度厚度随着N含量的增加反而减小。在烧

4、结工艺试验中，与其它的两种烧结方式相比，改变1230—1350。C温度段烧结时间对于合金梯度的形成有明显的影响，梯度的厚度变化较大，合金的晶粒组织形貌有着较大的差异。根据已做的试验和分析，提出了一套优化制备脱B相梯度合金的方案。在以优化制备的梯度合金与P30合金涂层后的机械性能和切削对比试验中，涂层脱B相梯度合金与基体有着良好的结合，结合强度更高，抗弯强度明显好于P30合金，且梯度合金涂层后的抗弯强度较涂层前只有少量降低。在连续切削中，梯度合金与P30合金相差不大；而在冲击切削中，梯度合金表现出了较P30合金优越的性能。关键词：超细TiCo5No5，硬质合金，脱13相梯度，涂层JJ

5、四川大学硕士学位论文Researchofgradientcementedearbidewithadepleted13phasebyaddingultra—fineTiCNpowderEngineeringofMaterialProcessingPostgraduateCaoDingsupervisorXiongJiAlongwiththefastdevelopmentofhighspeedandprecisemanufacturing，highqualitycuttingtoolisbecomingmoreandmorewanted．Withthesurfacedepletedcu

6、bicphasegradientcementedcarbide(forshort：depleted13phasegradientalloy)isakindofgoodsubstratematerialforCVDcoating．ThedepletedpphasegradientCanpreventthecrackscausedbyhightemperatureandstressincoatingprocessbyitsdepletedcubicphaseductilestructure，whichassurestheexcellentqualityofcoatingt001．Thi

7、sthesisehoosedthemostimportantP30alloyofcementedcarbideastheresearchobject，studiedthedepleted13phasegradientalloypreparedbyaddingTi(C，N)orTiNpowderinP30alloy．Researchedthisgradient’Ssinteringmethods，formingmechanism，preparingprocess，aff