层状WC/TiC陶瓷刀具材料制备及影响因素研究

摘要

为了验证雾化-喷覆液膜-干燥法新工艺的可行性，采用该方法制备了WC/TiC层状复合陶瓷刀具材料素坯；随后使用真空热压烧结方法制备出WC/TiC层状复合陶瓷刀具，并对其烧结工艺中的烧结温度，保温时间以及添加的金属相Ni含量对刀具材料的力学性能、微观结构及摩擦磨损性能的影响进行了研究。
　　本研究依据层状复合陶瓷刀具的设计方案，确定了将WC、TiC作为每层的基体相，Ni作为金属相，并对其物理相容性和化学相容性及润湿性进行分析研究；采用雾化-喷覆液膜-干燥法制备了WC/TiC层状复合陶瓷刀具材料素坯；根据实验平台具备的实验条件，选用真空热压烧结作为烧结手段；通过对比分析确定了相对密度、维氏硬度、断裂韧度、抗弯强度等力学性能及摩擦磨损性能的测试方法。为了研究烧结温度对陶瓷刀具材料性能的影响，制备出了烧结温度为1600℃、1650℃、1700℃及1750℃时的层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料，测试了各陶瓷刀具材料的相对密度、维氏硬度、抗弯强度、断裂韧度及微观形貌和摩擦磨损性能。研究表明：烧结温度为1650℃时，层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料的综合性能达到最好。为了研究保温时间对陶瓷刀具材料性能的影响，制备出了保温时间为30min、40min、50min及60min的层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料，测试了各陶瓷刀具材料的相对密度、维氏硬度、断裂韧度、抗弯强度及微观形貌和摩擦磨损性能。研究表明：保温时间为30min时，层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料的综合性能达到最好。为了研究金属相含量对陶瓷刀具材料性能的影响，制备出了金属Ni含量为8％、10%、12%及14%的层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料，测试了各陶瓷刀具材料的相对密度、维氏硬度、断裂韧度、抗弯强度及微观形貌和摩擦磨损性能。研究表明：Ni含量为12%时，层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料的综合性能达到最好。

目录

声明

第一章 绪论

1.1陶瓷刀具材料的研究现状

1.2层状陶瓷刀具材料的研究现状

1.3本课题研究的可行性分析

1.4本课题研究的目的、意义及主要内容

第二章 层状WC/TiC陶瓷刀具材料制备及性能测试

2.1层状复合陶瓷刀具材料的设计

2.2陶瓷刀具材料制备过程

2.3相关性能参数的测试方法

2.4本章小结

第三章 烧结温度对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响

3.1实验设计

3.2烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响

3.3烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响

3.4烧结温度对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响

3.5本章小结

第四章 保温时间对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响

4.1实验设计

4.2保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响

4.3保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响

4.4保温时间对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响

4.5本章小结

第五章 Ni含量对层状WC/TiC陶瓷刀具材料综合性能的影响

5.1实验设计

5.2金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料力学性能的影响

5.3金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料微观形貌的影响

5.4金属相含量对层状WC/TiC复合陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和奖励