層狀WC/TiC陶瓷刀具材料制備及影響因素研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-02 10:18
為了驗(yàn)證霧化-噴覆液膜-干燥法新工藝的可行性,采用該方法制備了WC/TiC層狀復(fù)合陶瓷刀具材料素坯;隨后使用真空熱壓燒結(jié)方法制備出WC/TiC層狀復(fù)合陶瓷刀具,并對(duì)其燒結(jié)工藝中的燒結(jié)溫度,保溫時(shí)間以及添加的金屬相Ni含量對(duì)刀具材料的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)及摩擦磨損性能的影響進(jìn)行了研究。依據(jù)層狀復(fù)合陶瓷刀具的設(shè)計(jì)方案,確定了將WC、TiC作為每層的基體相,Ni作為金屬相,并對(duì)其物理相容性和化學(xué)相容性及潤濕性進(jìn)行分析研究;采用霧化-噴覆液膜-干燥法制備了WC/TiC層狀復(fù)合陶瓷刀具材料素坯;根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具備的實(shí)驗(yàn)條件,選用真空熱壓燒結(jié)作為燒結(jié)手段;通過對(duì)比分析確定了相對(duì)密度、維氏硬度、斷裂韌度、抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性能及摩擦磨損性能的測(cè)試方法。為了研究燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷刀具材料性能的影響,制備出了燒結(jié)溫度為1600℃、1650℃、1700℃及1750℃時(shí)的層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料,測(cè)試了各陶瓷刀具材料的相對(duì)密度、維氏硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌度及微觀形貌和摩擦磨損性能。研究表明:燒結(jié)溫度為1650℃時(shí),層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料的綜合性能達(dá)到最好。為了研究保溫時(shí)間對(duì)陶瓷刀具材料性能的影響,制備...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 陶瓷刀具材料的研究現(xiàn)狀
1.2 層狀陶瓷刀具材料的研究現(xiàn)狀
1.3 本課題研究的可行性分析
1.4 本課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容
1.4.1 本課題研究的目的和意義
1.4.2 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 層狀WC/TiC陶瓷刀具材料制備及性能測(cè)試
2.1 層狀復(fù)合陶瓷刀具材料的設(shè)計(jì)
2.1.1 層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料的設(shè)計(jì)原則
2.1.2 基體層的選擇
2.1.3 金屬相的選擇
2.1.4 物理相容性驗(yàn)證
2.1.5 化學(xué)相容性驗(yàn)證
2.1.6 金屬相潤濕性驗(yàn)證
2.2 陶瓷刀具材料制備過程
2.3 相關(guān)性能參數(shù)的測(cè)試方法
2.3.1 相對(duì)密度的測(cè)試方法
2.3.2 維氏硬度的測(cè)試方法
2.3.3 斷裂韌度的測(cè)試方法
2.3.4 抗彎強(qiáng)度的測(cè)試方法
2.3.5 微觀形貌分析及摩擦磨損性能的測(cè)試方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
3.2.1 燒結(jié)溫度對(duì)其相對(duì)密度的影響
3.2.2 燒結(jié)溫度對(duì)其維氏硬度的影響
3.2.3 燒結(jié)溫度對(duì)其斷裂韌度的影響
3.2.4 燒結(jié)溫度對(duì)其抗彎強(qiáng)度的影響
3.3 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
3.4 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
4.2.1 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料相對(duì)密度的影響
4.2.2 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料維氏硬度的影響
4.2.3 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料斷裂韌度的影響
4.2.4 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料抗彎強(qiáng)度的影響
4.3 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
4.4 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 Ni含量對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.2 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
5.2.1 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料相對(duì)密度的影響
5.2.2 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料維氏硬度的影響
5.2.3 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料斷裂韌度的影響
5.2.4 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料抗彎強(qiáng)度的影響
5.3 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
5.4 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料素坯的制備機(jī)理[J]. 王金龍,呂明,宋金鵬,張誠. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2016(08)
[2]SiCw/SiC層狀結(jié)構(gòu)陶瓷的制備及其應(yīng)用[J]. 解玉鵬,成來飛,張立同. 中國材料進(jìn)展. 2015(06)
[3]高速加工技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李丙才,張宏良. 新技術(shù)新工藝. 2015(01)
[4]陶瓷材料增韌補(bǔ)強(qiáng)方法的研究[J]. 賈孝偉,馮益華,石鵬輝,李福盟,黃海霞. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[5]刀具材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 代英鵬,徐淑瓊. 科技信息. 2014(09)
[6]仿生疊層陶瓷刀具的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 陳聞,周后明,鄧建新,周文. 機(jī)械工程材料. 2013(09)
[7]Effect of Microstructure of Composite Powders on Microstructure and Properties of Microwave Sintered Alumina Matrix Ceramics[J]. Hanmin Bian,Yong Yang,You Wang,Wei Tian,Haifu Jiang,Zhijuan Hu,Weimin Yu. Journal of Materials Science & Technology. 2013(05)
[8]陶瓷材料增韌機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 王瑞鳳,孫志平,鄒麗艷,張國俊. 陶瓷學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]Si3N4顆粒和納米SiC晶須強(qiáng)韌化MoSi2基復(fù)合材料[J]. 柳公器,周宏明,肖來榮,易丹青,張路懷. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[10]氧化鋁陶瓷增韌研究進(jìn)展[J]. 黃勇,路學(xué)成,余軍. 江蘇陶瓷. 2007(02)
博士論文
[1]Al2O3-TiC-TiN陶瓷刀具的研制及其切削性能研究[D]. 費(fèi)玉環(huán).山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料素坯制備機(jī)理及燒結(jié)工藝的研究[D]. 王金龍.太原理工大學(xué) 2016
[2]梯度納米復(fù)合陶瓷刀具材料的制備及性能研究[D]. 張凱.山東大學(xué) 2009
[3]Al2O3-ZrO2/Si3N4層狀復(fù)合陶瓷的制備與機(jī)械性能研究[D]. 劉琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3668338
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 陶瓷刀具材料的研究現(xiàn)狀
1.2 層狀陶瓷刀具材料的研究現(xiàn)狀
1.3 本課題研究的可行性分析
1.4 本課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容
1.4.1 本課題研究的目的和意義
1.4.2 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 層狀WC/TiC陶瓷刀具材料制備及性能測(cè)試
2.1 層狀復(fù)合陶瓷刀具材料的設(shè)計(jì)
2.1.1 層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料的設(shè)計(jì)原則
2.1.2 基體層的選擇
2.1.3 金屬相的選擇
2.1.4 物理相容性驗(yàn)證
2.1.5 化學(xué)相容性驗(yàn)證
2.1.6 金屬相潤濕性驗(yàn)證
2.2 陶瓷刀具材料制備過程
2.3 相關(guān)性能參數(shù)的測(cè)試方法
2.3.1 相對(duì)密度的測(cè)試方法
2.3.2 維氏硬度的測(cè)試方法
2.3.3 斷裂韌度的測(cè)試方法
2.3.4 抗彎強(qiáng)度的測(cè)試方法
2.3.5 微觀形貌分析及摩擦磨損性能的測(cè)試方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
3.2.1 燒結(jié)溫度對(duì)其相對(duì)密度的影響
3.2.2 燒結(jié)溫度對(duì)其維氏硬度的影響
3.2.3 燒結(jié)溫度對(duì)其斷裂韌度的影響
3.2.4 燒結(jié)溫度對(duì)其抗彎強(qiáng)度的影響
3.3 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
3.4 燒結(jié)溫度對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
4.2.1 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料相對(duì)密度的影響
4.2.2 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料維氏硬度的影響
4.2.3 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料斷裂韌度的影響
4.2.4 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料抗彎強(qiáng)度的影響
4.3 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
4.4 保溫時(shí)間對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 Ni含量對(duì)層狀WC/TiC陶瓷刀具材料綜合性能的影響
5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.2 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能的影響
5.2.1 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料相對(duì)密度的影響
5.2.2 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料維氏硬度的影響
5.2.3 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料斷裂韌度的影響
5.2.4 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料抗彎強(qiáng)度的影響
5.3 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料微觀形貌的影響
5.4 金屬相含量對(duì)層狀WC/TiC復(fù)合陶瓷刀具材料摩擦磨損性能的影響
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料素坯的制備機(jī)理[J]. 王金龍,呂明,宋金鵬,張誠. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2016(08)
[2]SiCw/SiC層狀結(jié)構(gòu)陶瓷的制備及其應(yīng)用[J]. 解玉鵬,成來飛,張立同. 中國材料進(jìn)展. 2015(06)
[3]高速加工技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李丙才,張宏良. 新技術(shù)新工藝. 2015(01)
[4]陶瓷材料增韌補(bǔ)強(qiáng)方法的研究[J]. 賈孝偉,馮益華,石鵬輝,李福盟,黃海霞. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[5]刀具材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 代英鵬,徐淑瓊. 科技信息. 2014(09)
[6]仿生疊層陶瓷刀具的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 陳聞,周后明,鄧建新,周文. 機(jī)械工程材料. 2013(09)
[7]Effect of Microstructure of Composite Powders on Microstructure and Properties of Microwave Sintered Alumina Matrix Ceramics[J]. Hanmin Bian,Yong Yang,You Wang,Wei Tian,Haifu Jiang,Zhijuan Hu,Weimin Yu. Journal of Materials Science & Technology. 2013(05)
[8]陶瓷材料增韌機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 王瑞鳳,孫志平,鄒麗艷,張國俊. 陶瓷學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]Si3N4顆粒和納米SiC晶須強(qiáng)韌化MoSi2基復(fù)合材料[J]. 柳公器,周宏明,肖來榮,易丹青,張路懷. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[10]氧化鋁陶瓷增韌研究進(jìn)展[J]. 黃勇,路學(xué)成,余軍. 江蘇陶瓷. 2007(02)
博士論文
[1]Al2O3-TiC-TiN陶瓷刀具的研制及其切削性能研究[D]. 費(fèi)玉環(huán).山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]層狀A(yù)l2O3/WC陶瓷刀具材料素坯制備機(jī)理及燒結(jié)工藝的研究[D]. 王金龍.太原理工大學(xué) 2016
[2]梯度納米復(fù)合陶瓷刀具材料的制備及性能研究[D]. 張凱.山東大學(xué) 2009
[3]Al2O3-ZrO2/Si3N4層狀復(fù)合陶瓷的制備與機(jī)械性能研究[D]. 劉琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3668338
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