氮化硅陶瓷刀具的应用研究

介绍了氮化硅陶瓷刀具的切削性能、切削用量的选择及其应用.氮化硅陶瓷是一种新型刀具材料,其优良的切削性能解决了超硬材料的加工难题,提高了生产效率,降低了加工成本.     

“削铁如泥”的特种陶瓷刀具

陶瓷一般是由粘土、长石、石英或其它原料经粉碎、混合、成型、烧制而成的制品的统称。从瓷盘、瓷碗到坛坛、罐罐,在日常生活中随处可见。 随着材料技术的发展,陶瓷家族中又出现了新的面孔——金属陶瓷。就是以Mo、Ni、Co、W等金属做为     

陶瓷刀具的切削性能研究

对陶瓷刀具的性能、切削性能与硬质合金刀具进行了对比研究，阐述了陶瓷刀具的适用范围和使用过程中的注意事项。     

陶瓷刀具材料的种类与应用

陶瓷刀具材料是一种先进的切削刀具材料 ,由于其优良的切削性能和高的性能价格比而受到了人们的青睐。文中介绍了陶瓷刀具材料的的种类、牌号及其合理使用方法。     

PCD刀具切削加工氮化硅（Si3N4）基工程陶瓷的合理切削速度

本文从切削速度对切削力、已加工表面粗糙度、刀具耐用度、切削路程的影响的角度对采用聚晶金刚石刀具切削加工氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）基工程陶瓷合理切削速度的选择进行了讨论提出，当切削速度Ｖ＝３０￣４０ｍ／ｍｉｎ时，可获得良好的效益。     

氧化铝陶瓷刀具的发展和应用

介绍了氧化铝陶瓷刀具的种类和发展现状,阐述了氧化铝陶瓷刀具的切削性能及应用,提出了陶瓷刀具使用中的注意事项,并指出陶瓷刀具的应用范围.     

过渡族金属氮化物颗粒复合氮化硅氮化硅陶瓷刀具的特性

针对碳化物颗粒复合会导致氮化硅复合物材料相组成发生变化的缺点,对过渡族金属氮化物颗粒（主要是ＴｉＮ）增强氮化硅陶瓷刀具的优点进行了全面分析,分析表明,氮化物颗粒不仅比碳化物颗粒与氮化硅有更好的相容性,而且可以固溶烧结过程中气相里的碳和氧,因此会有效降低氮化硅基体的碳化,这为无惰性气氛保护烧结提供了可能,另外,氮化物颗粒的引入对提高复合材料火花放电加工性及耐磨性能亦有很大帮助。     

陶瓷刀具在干切削加工中的应用

文章论述了陶瓷刀具的特点和切削性能,对陶瓷刀具在干切削中的使用进行了分析.     

超硬材料刀具的特性及应用

本文主要介绍了单品金刚石刀具，高温高压合成的聚品金刚石（PCD）刀具，聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具及化学气相沉积的金刚石膜（CVD）刀具的特性及应用。我们做了有关CVD刀具与PCD刀具耐磨性的切削试验：通过试验可以看出，CVD刀具确实有较好的耐磨性，但是在切削时间为17min时，由于CVD较PCD脆，在25倍显微镜下观察发现CVD金刚石刀具的刀口有明显的崩刃。另外发现，CVD金刚石刀具在制造及使用过程中也极易出现崩刃现象，所以目前大多数厂家仍以使用PCD刀具为主，CVD金刚石刀具的推广仍需要一个过程。     

孔隙率对20%BN/Si_3N_4复合多孔陶瓷力学与介电性能的影响

采用气氛烧结工艺,通过在原料中加入不同体积分数的PMMA球造孔剂制备了气孔率在32.5%～45.8%之间的20%BN/Si_3N_4(体积分数,下同)多孔复合陶瓷材料.显微组织结构分析表明由PMMA球分解造成的孔较为均匀地分布在基体中.研究了气孔率对复合陶瓷力学性能与21～33 GHz微波频率范围内介电性能的影响规律.三点弯曲强度随着气孔率的增加从197 MPa降低至141 MPa,介电常数和介质损耗也随着气孔率的增加而减少,介电常数与Maxwell-Garnet关系符合较好.     

SiC_(sf)/Si_3N_(4p)混杂增强BAS陶瓷基复合材料的制备及其结构与性能的研究

采用热压烧结方法制备出致密的SiC短纤维和Si_3N_4颗粒复合增强的BAS玻璃陶瓷基复合材料.利用XRD、SEM、TEM和3点弯曲等分析测试手段研究了物相组成、显微结构、界面结构及室温力学性能.结果表明,BAS能有效地促进复合材料的致密化和实现Si_3N_4的α→β相转变.复合材料中的BAS为六方相,SiC短纤维具有热压取向性,与BAS基体之间的界面结合紧密.SiC短纤维和Si_3N_4颗粒对BAS有较为显著的强韧化效果,复合材料的室温弯曲强度和断裂韧性为298 MPa和4.38 M Pa·m~(1/2),比纯六方BAS玻璃陶瓷分别提高了247%和143%.     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性研究

针对Si3N4陶瓷的高温活性钎焊要求,设计了高温Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料成分,并采用单辊急冷法成功制备了Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料.对比分析了相同成分的Ti-Zr-Ni-Cu非晶和晶态钎料在Si3N4陶瓷表面的润湿情况.结果表明:在低真空条件下,晶态钎料能够润湿Si3N4陶瓷,非晶钎料却因完全氧化而失效.在5×10-3Pa高真空条件下,非晶钎料的润湿性优于晶态钎料,在研究的Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料中,Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料对Si3N4陶瓷的润湿性最佳.     

以Cu-Ti复合渗镀为先导的Si3N4陶瓷/金属钎焊连接

提出一种陶瓷表面多元离子复合渗镀合金化方法,采用该方法对Si3N4陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀,然后在复合渗镀真空设备中进行渗镀Cu-Ti的Si3N4陶瓷与金属的钎焊.对Si3N4陶瓷表面的Cu-Ti渗镀合金层进行了EDS、XRD、SEM、OM测试分析和声发射划痕试验.结果表明,渗镀层中含有Cu、Ti、Fe、Si及Al元素,Cu、Ti分布比较均匀,渗镀合金层由Cu、CuTi2、TiSi2组成;声发射划痕试验结果表明,在100 N的最大载荷下,渗镀合金层与陶瓷基体未发生剥离和崩落现象.在100倍的光学显微镜及5000倍的电子显微镜下,钎焊接头中陶瓷/金属界面接合良好,无明显的宏观和微观缺陷.可在较低的真空度下实现陶瓷/金属钎焊,为陶瓷/金属钎焊连接提供了一个新方法.     

Si3N4陶瓷/Inconel 600合金液相诱导扩散连接接头的强度与断裂行为

利用Nb／Cu／Ni复合层作中间层，采用液相诱导扩散连接方法连接了Si3N4陶瓷／Inconel 600合金，用剪切试验评价接头强度，采用扫描电镜(SEM)观察接头的断口形貌，系统地分析了连接压力、连接时间，连接温度对Si3N4陶瓷／Inconel 600合金液相诱导扩散连接接头的强度和断裂行为的影响。结果表明，连接温度(在连接时间为3000s以及连接压力为5MPa条件下)、连接压力(在连接温度为1130℃以及连接时间为3000s条件下)和连接时间(在连接温度为1130℃以及连接压力为10MPa条件下)都与接头的剪切强度呈抛物线关系。     

Development of new ceramic cutting tools with alumina coated carbide powders

An experimental investigation is carried out to coat two types of carbide powders, TiC and (W, Ti)C, with an alumina ceramic using a sol-gel technology. The coated carbide powders are then fabricated into two kinds of new ceramic tool materials by the hot pressing method. A scanning electron microscope (SEM) observation reveals that in general the matrix (carbide) grains are uniformly coated with the alumina ceramic and the microstructure of the new tool materials is more homogeneous than that of conventionally made ceramics. The tests of mechanical properties and wear resistance in machining are finally conducted. It is shown that when machining a mild carbon steel the new tool materials can increase the tool-life by up to 100% as compared to other two ceramic tool materials that have the same matrix but fabricated in the conventional way, while the fracture toughness is improved by up to 33%. When compared with a hard coated carbide tool, the new materials exhibit a superior ability in maintaining the wear resistance during the entire tool-life.     

TiN/TiAlN涂层Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN多层涂层,通过扫描电镜、涂层附着力自动划痕仪对其显微组织形貌和涂层的结合强度进行了分析,并对涂层和未涂层金属陶瓷铣刀以及硬质合金铣刀进行了切削0Cr18Ni9钢的试验.结果表明,多弧离子镀TiN/TiAlN涂层均匀,TiN/TiAlN多层涂层与金属陶瓷之间的结合强度高达57.52 N.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的切削性能明显优于未涂层金属陶瓷和硬质合会YW2,其平均寿命为硬质合金刀具的2倍.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷刀具的失效形式主要是磨损和崩刃,没有涂层剥落现象,TiN/TiAlN涂层与基体的结合强度很好.未涂层金属陶瓷刀具的磨损形式主要是磨损和粘着.     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料

根据Si3N4陶瓷钎焊性和非晶形成能力的要求，确定非晶钎料合金成分为Tj40Zr25Nj15Cu20；采用单辊熔体快淬法成功制备了箔带状Ti40Zr25Ni15Cu20钎料合金，并通过X射线衍射、差热分析、电镜线扫描等分析手段证实其为非晶态。试验结果表明，Ti40Zr25Ni15Cu20合金其约化玻璃温度Trg=0．76，过冷液相区△Tx=78K。