放电等离子烧结无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

摘要

以Ti(C,N)粉末为原料,采用放电等离子烧结法制备无黏结相Ti(C,N)金属陶瓷,对材料的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能进行分析和测试.研究烧结温度、碳黑添加量w(碳黑)和WC、Mo2C与TaC等碳化物的添加对无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷致密度和力学性能的影响;另外还将合金元素预固溶于Ti(C,N)粉末中合成(Ti,W,Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末,以此为原料制备无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷.结果表明,随烧结温度升高,Ti(C,N)基金属陶瓷的致密度与力学性能提高;随炭黑添加量w(C)增加,金属陶瓷的密度与性能先升高后降低.在Ti(C,N)粉末中加入WC、Mo2C和TaC等碳化物,或用(Ti,W,Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末为原料制备无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷后,材料的氧含量均明显降低,致密度和力学性能大幅提升,并具有较低的摩擦因数和良好的耐磨性能.其中,以(Ti,W,Mo,Ta)(C,N)固溶体粉末为原料制备的无黏结相Ti(C,N)基金属陶瓷,硬度(HV30)为19.9 GPa,横向断裂强度和断裂韧性分别为1280 MPa和7.8 MPa·m1/2.