利用原生TiC強化複合工具鋼製程研究

摘要

本研究利用机械合金法使Ti粉与奈米碳粉以行星式球磨在远低於传统制程温度下，透过固态反应制备原生TiC。研究结果显示，Ti-50at.％C混合粉末以转速400 rpm及球磨时间8小时以上，球磨能量累积达到足以反应时，Ti与C以机械诱发自蔓延反应(MSR)瞬间大量生成TiC，成功制备细致且球形的原生TiC粉末。rn 本研究并结合这些TiC与球磨工具钢粉混合，以真空烧结与热均压制程制备工具钢-TiC复合材料，该真空烧结试片之相对密度可达98.7％以上，接着经由热均压後，致密性可进而提升至99.9％以上。经球磨後的工具钢粉能够有效提升TiC分散的效果，并与TiC产生良好的结合，即使TiC添加量高达44vol.％，其在基地相中的分布情形仍十分均匀。添加44 vol.％TiC的复合工具钢材经热均压处理，可得到最高硬度值71.6 HRC，而抗弯强度值则受到孔隙率与TiC应力集中之综合影响，随TiC含量上升而下降。