la_2o_3-sicw-ti(c,n)-co少粘结相金属陶瓷刀具的制备及其切削性能

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1、密级：（非密）硕士学位论文中图分类号：（TH186）La2O3-SiCw-Ti(C,N)-Co少粘结相金属陶瓷刀具的制备及其切削性能学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：机械工程作者姓名：张帅陈明教授导师姓名及职称：李鹏南教授实践导师姓名及职称：学院名称：机电工程学院论文提交日期：2015年月日La2O3-SiCw-Ti(C,N)-Co少粘结相金属陶瓷刀具的制备及其切削性能学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：机械工程作者姓名：张帅作者学号：12010301033导师姓名及职称：陈明教授

2、李鹏南教授实践导师姓名及职称：学院名称：机电工程学院论文提交日期：2015年5月24日学位授予单位：湖南科技大学StudyonLa2O3-SiCw-Ti(C,N)-CoCompositeCeramicToolswithLessBinderPhaseofPreparationandCuttingPerformanceTypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)MechanicalEngineeringCandidate

3、ZhangShuaiStudentNumber12010301033SupervisorandProfessionalTitleChenMing(prof.)LiPengnan(prof.)PracticeMentorandProfessionalTitleSchoolCollegeofElectromechanicalEngineeringDateMay24th,2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明

4、：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有

5、关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要本文利用放电等离子烧结技术制备了少粘结相Ti(C,N)基金属陶瓷材料，相比高含量粘结相的Ti(C,N)基金属陶材料，少粘结相拥有更好的耐磨性和热稳定性。因此实验通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及超景深显微镜等分析手段和力学性能测试设备，观察了少粘结相Ti(C,N)基金属陶瓷材料的微观组织，并测量其密度、强度、硬度等性能。分析了烧结工艺参数和添

6、加相组分对少粘结相金属陶瓷组织和性能的影响。优化了少粘结相金属陶瓷的烧结工艺参数，并分析了添加相的增韧补强机理；通过制备的少粘结相金属陶瓷刀具车削45钢，研究了刀具后角、切削速度及增强相对金属陶瓷刀具切削力与工件表面质量的影响；通过连续切削45钢并达到磨钝标准后观察其前、后刀面磨损形貌，分析了少粘结相金属陶瓷刀具的磨损机理。研究结果如下：1)研究了Co、SiCw和La2O3含量和烧结温度对Ti(C,N)基少粘结相金属陶瓷力学性能的影响。研究表明：随着温度的增加，力学性能呈先上升后下降趋势。TiC

7、N-5Co材料在1600℃烧结时具有较高的力学性能，相对密度为99.21%，弯曲强度和维氏硬度分别为815MPa和HV101505；TiCN-5Co-1SiCw在1800℃，相对密度为98.01%，弯曲强度和维氏硬度分别为815MPa和HV101505；添加1%的La2O3显著提高TiCN-5Co-1SiCw材料的力学性能，在1800℃烧结时，相对密度达到99.18%，弯曲强度和维氏硬度分别为1463MPa和HV101670。SiC晶须通过裂纹桥联和拔出效应对材料起到了增韧补强的作用。添加La2

8、O3稀土氧化物能有效的促进晶粒细化，强化晶界的结合能力，从而提高少粘结相金属陶瓷中组织的均匀性和表面硬度，改善了金属陶瓷材料的强度和硬度。2)研究了刀具后角和添加相对刀具切削力和工件表面粗糙度的影响。在3˚~11˚范围内，随着刀具后角增大，其切削力和表面粗糙度呈先增大后减小的变化规律。当刀具后角为7˚时，所受的切削力最小。当后角在11˚时表面粗糙度达到最小值。当SiC晶须添加到少粘结相金属陶瓷中，切削力和表面粗糙度有所变大，而添加La2O3后，材料的切削力和表面粗糙度则大大下降。3)研究了三种不