wc%2fal203-cr-mo-ni金属陶瓷制备及其组织、力学性能的研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要挤压模具是白铜合金挤压设备的关键部件，白铜管热挤压模工作时承受温度高，压力大，金属陶瓷的耐磨性、红硬性及韧性不够，且易产生裂纹，塌陷变形等不足，本文针对成形模具对陶瓷材料的要求，从提高陶瓷模具材料的综合力学性能出发，采用多元微米复合成功制备出具有较高综合力学性能的WC／A1203．CroMo-Ni金属陶瓷模具材料。论文系统研究了复合材料的高能球磨工艺、材料组分、热压烧结工艺、力学性能、微观结构及抗热震性能的关系，并对WC／A1203．Cr-Mo．Ni金属陶瓷模具材料的增韧补强机理进行了探讨。论文研究了高能行星球磨制备金属陶瓷单质粉末及复合粉末的工艺方法，制备

2、出尺寸细小分布均匀的复合粉末，研究了WC、A1203和金属Ni的含量对WC／A1203．Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料力学性能和微观结构的影响，并对其热压烧结工艺参数进行了优化，最终成功研制了具有良好综合力学性能的WC／A1203．Cr-Mo-Ni陶瓷模具材料。研究表明：所研制的WC／A1203．CroMo-Ni陶瓷模具材料的抗弯强度及断裂韧性随Ni含量的增加而提高，随A1203含量的增加而降低，硬度的变化趋势则相反，当Ni含量为7％、A1203含量为10％时，在热压烧结工艺为1500℃，压力25MPa，保温30min的条件下，该金属陶瓷具有良好的综合力学性能，抗弯强度为567MPa

3、，断裂韧性为7．46MPa‘mu2，维氏硬度为15．24GPa，基本达到现用模具材料的水平。同样的成分在采用热等静压工艺1400℃烧结出的样品性能更优异，其抗弯强度达到623MPa，断裂韧性为7．75MPa’m¨2，维氏硬度为15．98GPa。论文探讨了WC／A1203．CroMo．Ni陶瓷模具材料的断裂方式，研究发现随着粘接相Ni含量的增加，陶瓷材料的断裂方式由沿晶断裂向沿晶断裂与穿晶断裂相混合的方式转变，金属Ni的添加对陶瓷材料具有很好的增韧作用。研究和分析了WC／A1203．Cr-Mo．Ni陶瓷模具材料的增韧补强机理，其主要强韧化机制有晶内型结构强韧化、细晶强韧化、裂纹偏转、

4、裂纹桥联、裂纹分叉，WC／A1203．Cr-Mo．Ni陶瓷模具材料的力学性能的提高是以上几种韧化机制复合作用的结果。WC／A1203．Cr-MooNi陶瓷模具材料的热震临界温差△Tc为260---280K，比单相氧化铝的要高约80K，多元复合是陶瓷材料抗热震性中南大学硕士学位论文摘要能改善的主要原因。关键词：WC／h1203．Cr-Mo-Ni金属陶瓷，高能球磨，力学性能，增韧机制，抗热震性Ⅱ中南大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACT、ⅣhitecopperalloyextrusiondieiSakeycomponentofextrusionequipment，itsuff

5、eredhi曲temperaturesandunderpressurewhenworking，andthewearresistanceofmetalceramic。redhardnessandtoughnessiSnotenough，andeasytocrack，collapsedeformation．Fromtherequirementfordiematerials，multi．phasecompositeceramicdiematerialswitllhi曲mechanicalpropertieswerefabricatedsuccessfullywithmulti—phase

6、compositemethod．Thecorrelationsamongthematerialcomposition，thehotpressingprocess，themicrostructures，mechanicalpropertiesandthermalshockresistancewereinvestigated．Thestrengtheningandtougheningmechanismsofthemulti-phasecompositeceramicdiematerialswerestudiedsystematically．Theelementalpowdersandt

7、hecompositepowderswerefabricatedbyplanetball-milling，wehaveachievedthefineanduniformlypowders，itisbenefittosubsequentlyhot—pressedsintering．TheeffectsofWC、A1203andmetalNionthemicrostructureandmechanicalpropertiesofmulti—phasecompositece