纳米TiN改性TiC基金属陶瓷可转位刀片研究
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由上可 知 ， 米 ＴＮ添加 对材 料 有 一 定 的改 性 效 纳 ｉ
纳米 ＴＮ粉 ， ｉ 就是 出于这样 的设 想 ， 这对 于作 为刀具 材
料 的金属 陶瓷来说 具有 重要意义 。
ｌ 纳 米 ＴＮ 改 性 对 ＴＣ 基 金 属 陶 瓷 力 学性 能 ｉ ｉ
的影 响
采用粉末 冶金 的方 法制取金 属 陶瓷 纳米 ＴＮ粉 ｉ 末经 超声分 散后加 入到 混合粉末 中去进 行 湿磨一 干燥
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纳米 ＴＮ 改 性 ＴＣ基 金 属 陶 瓷可 转 位 刀 片研 究 ｉ ｉ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ Ｃ ｔｌ ｒ ｍｉ Ｔ ｍａ ｌ ｏ ｌ ｔＭｏ ｉ ｄ Ｔ ｒ ｕ ｈ Ａ ｄｎ ａ ｏ１ Ｎ ｓ ａｃ ｎＴｉ Ｍｅａ ａ ｃ ｕ ｂｅ Ｔ ｏ ｄｆ ｈ ｏ ｇ ｄ ｉｇ Ｎ ｎ １ Ｃｅ Ｂｉ ｉ ｅ
Ｔ ｉ Ｎ都提高了材料的耐腐蚀性和化学稳定性 。由上可 知 ， 米 ＴＮ改 性 ＴＣ金 属 陶瓷 刀具 具 有很 好 的综台 纳 ｉ ｉ
切削性 能 。
３ 切 削性能研究
用 自制 的纳米 ＴＮ改 性 的 ＴＣ基金 属 陶瓷可 转 位 ｉ ｉ
要是 Ｍ、 ＿ ｎ还有部 分 的 Ｎ、 ） Ｃ 的溶 解 度较 大 ， 加上 纳 米 颗粒 的高表面 能和 高 表面 活 性 ， 以认 为在 烧结 后 残 可 留不 多 ， 因此起 强韧 作用不 大 同时由于其造 成孔 隙 、 杂质 等负面影 响 ， 可能 导 致 材料 的硬 度 下 降。 当纳 米 ＴＮ添加 重量逐 渐增 加 时 ， 料 中实 际存在 的纳 米 ＴＮ ｉ 材 ｉ 颗粒 不断增 多 ， 强韧 的效 果也 逐 渐 体 现 出来 了。 当 其 纳米 ＴＮ添 加 重量 大 于 ６ ｉ ％时 ， 裂 韧 性 和硬 度下 降 断 而强 度上 升 ， 是由 于 ＴＮ在 ＴＣ基金 属 陶瓷 中 ， ｉ ｉ 可能 与 ＴＣ、ｉＭ 形成 固溶 体 （ 、 ｉＭ ） Ｃ、 覆 于 ＴＮ或 ｉ Ｎ、ｏ Ｎ 、 ｏ （ Ｎ） ｉ ＴＣ的表 面 ， ｉ 即所谓 的“ｓ 相 ； 可 能 残 留下 来作 为硬 ｓ” 也 质相 。 当它形 成 ｓ 相 时 ， 以阻止 硬度 相颗粒 和粘 结 － Ｓ 可 相之 间各元 素 的 扩 散 ， 到 细化 晶粒 的作 用 。但 ＴＮ 起 ｉ 本身 的硬度较 ＴＣ低 ， ｉ 而且 在较 高 的 温 度 下 易分 解 产 生氮气 ， 以在纳 米 ＴＮ添 加 量较 大 时 ， 度 、 裂 韧 所 ｉ 强 断 性 和硬度均 有下 降现象 。
２ 纳米 ＴＮ 粉分 散 工 艺 的研 究 ｉ
纳 米粉具 有极 微小粒度 、 比表 面和高表 面 活性 。 高
骟 ５ ０ｏ ］ 《
＊ 为 国 家九 五科 技 攻 关 课 题 （９ ３５ ２ ９ｏ９ Ａ ）
１ ４ ，
在制备过程中， 由于颗粒 间存在范德瓦尔斯力和库仑 力 ， 粒极易凝 并 、 聚形 成 二 次颗 粒 ， 粒 径增 大 形 颗 团 使
张崇高 谢 峰 杨 海东 刘 宁
（ 台肥二 业 大学机 汽学院 ） 摘 要： 阐述 了用纳米 Ｔ 改性对 ＴＣ基金 属 陶瓷 力 学性 能的影响 ， 自行研制 的纳 米 Ｔ 改性 的 ＴＣ基金 ｉ 用 ｉ 属 陶瓷 可转位 刀片与 ＹＩ５Ｙ聪 及未改性 的 ＴＣ基金属 陶瓷 刀片 进 行 了对 比性 的切 削试验 。 结果 ＇、 ］ ｉ 表明 纳米 Ｔ 改性的 ＴＣ基金属 陶瓷 刀片具有 优 良的综 合切削性 能 ， ｉ 生产 应用具有 广 阔的前 景。
成 软团聚和 硬 团聚 ， 最终失 去超 细颗 粒所具备 的功能 。 因此 ， 必须通 过物 理 、 化学 方法对 纳 米粉体进 行表 面处 理， 使其在液 体介 质中充分 分 散 ， 发挥纳 米粉 体应有 以
的性 能
采用球磨 和超 声两种 分散 工艺 。研究 了用 无水 乙
； ｊ
…
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醇等有 机物作 为分 散介 质 的 分散 特性 和分 散 介 质 、 表 面活性 剂种类 及用量 、 分散 体 系 Ｐ Ｈ值 、 声 时 间对 分 超 散效果 的影 响 。找 出 了较优 的分 散体 系组分 和分散 工 艺参数 ：
了刀具 抗粘 结 磨 损 能 力 。在 ＴＣ基 金 属 陶 瓷 中 Ｎ 和 ｉ ｉ
关键词 ： 金属 陶瓷 纳米技术 纳米 材料
纳米技术 是 ２ ｏ世纪 ８ ０年代末 期诞 生并 崛起 的新 技术 。纳米 粉体对 现有 材料的改性 是 当前 国内外材料 科学 研究 的一 个热 点 。在 常规材料 中添 加纳 米颗粒 可
较大 地提高材 料的 强 度 、 度 、 硬 韧性 ， 改 善 了材 料 的 也 可加工 性 在 ｃ 一 Ｎ ｉ Ｍｏ系 金 属 陶瓷 中 添加 — —
一
造 粒一压 制成压 坯 ， 真空 炉 中烧结 成 烧 结 坯 。然 在 纳 米 ＴＮ的添 加量 对材料 的抗弯 强 度 、 裂韧性 、 ｉ 断
后磨 制成可转 位 刀片 。
硬度 的影响 见 图 １ 由 图 １ 可知 ， 在纳米 ＴＮ添加 断裂韧性 的值随添加量的增加 而 略有增加 ， 而硬 度变化 不大 当添 加量 继续增加 时 ，
三 者都有较 明显 的 增 加。 在 添 加 重量 为 ６ ％时 ， 裂 断 韧性 和硬 度达到最 高值 。添 加重 量 为 ８ ％时抗 弯强 度 达 到最高值 ， 随后 三者 都降低
果 ， 性能 有 明显提高 ， 力学 性 能的峰值 都分 别对 力学 各 应 一定 的纳 米 ＴＮ的添加量 。当添加 重量为 ６ 一８ Ｌ ％ ％ 时 ， 获得较 优 的综 合力学 性能 。 可
纳米 ＴＮ粉 ， ｉ 就是 出于这样 的设 想 ， 这对 于作 为刀具 材
料 的金属 陶瓷来说 具有 重要意义 。
ｌ 纳 米 ＴＮ 改 性 对 ＴＣ 基 金 属 陶 瓷 力 学性 能 ｉ ｉ
的影 响
采用粉末 冶金 的方 法制取金 属 陶瓷 纳米 ＴＮ粉 ｉ 末经 超声分 散后加 入到 混合粉末 中去进 行 湿磨一 干燥
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纳米 ＴＮ 改 性 ＴＣ基 金 属 陶 瓷可 转 位 刀 片研 究 ｉ ｉ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ Ｃ ｔｌ ｒ ｍｉ Ｔ ｍａ ｌ ｏ ｌ ｔＭｏ ｉ ｄ Ｔ ｒ ｕ ｈ Ａ ｄｎ ａ ｏ１ Ｎ ｓ ａｃ ｎＴｉ Ｍｅａ ａ ｃ ｕ ｂｅ Ｔ ｏ ｄｆ ｈ ｏ ｇ ｄ ｉｇ Ｎ ｎ １ Ｃｅ Ｂｉ ｉ ｅ
Ｔ ｉ Ｎ都提高了材料的耐腐蚀性和化学稳定性 。由上可 知 ， 米 ＴＮ改 性 ＴＣ金 属 陶瓷 刀具 具 有很 好 的综台 纳 ｉ ｉ
切削性 能 。
３ 切 削性能研究
用 自制 的纳米 ＴＮ改 性 的 ＴＣ基金 属 陶瓷可 转 位 ｉ ｉ
要是 Ｍ、 ＿ ｎ还有部 分 的 Ｎ、 ） Ｃ 的溶 解 度较 大 ， 加上 纳 米 颗粒 的高表面 能和 高 表面 活 性 ， 以认 为在 烧结 后 残 可 留不 多 ， 因此起 强韧 作用不 大 同时由于其造 成孔 隙 、 杂质 等负面影 响 ， 可能 导 致 材料 的硬 度 下 降。 当纳 米 ＴＮ添加 重量逐 渐增 加 时 ， 料 中实 际存在 的纳 米 ＴＮ ｉ 材 ｉ 颗粒 不断增 多 ， 强韧 的效 果也 逐 渐 体 现 出来 了。 当 其 纳米 ＴＮ添 加 重量 大 于 ６ ｉ ％时 ， 裂 韧 性 和硬 度下 降 断 而强 度上 升 ， 是由 于 ＴＮ在 ＴＣ基金 属 陶瓷 中 ， ｉ ｉ 可能 与 ＴＣ、ｉＭ 形成 固溶 体 （ 、 ｉＭ ） Ｃ、 覆 于 ＴＮ或 ｉ Ｎ、ｏ Ｎ 、 ｏ （ Ｎ） ｉ ＴＣ的表 面 ， ｉ 即所谓 的“ｓ 相 ； 可 能 残 留下 来作 为硬 ｓ” 也 质相 。 当它形 成 ｓ 相 时 ， 以阻止 硬度 相颗粒 和粘 结 － Ｓ 可 相之 间各元 素 的 扩 散 ， 到 细化 晶粒 的作 用 。但 ＴＮ 起 ｉ 本身 的硬度较 ＴＣ低 ， ｉ 而且 在较 高 的 温 度 下 易分 解 产 生氮气 ， 以在纳 米 ＴＮ添 加 量较 大 时 ， 度 、 裂 韧 所 ｉ 强 断 性 和硬度均 有下 降现象 。
２ 纳米 ＴＮ 粉分 散 工 艺 的研 究 ｉ
纳 米粉具 有极 微小粒度 、 比表 面和高表 面 活性 。 高
骟 ５ ０ｏ ］ 《
＊ 为 国 家九 五科 技 攻 关 课 题 （９ ３５ ２ ９ｏ９ Ａ ）
１ ４ ，
在制备过程中， 由于颗粒 间存在范德瓦尔斯力和库仑 力 ， 粒极易凝 并 、 聚形 成 二 次颗 粒 ， 粒 径增 大 形 颗 团 使
张崇高 谢 峰 杨 海东 刘 宁
（ 台肥二 业 大学机 汽学院 ） 摘 要： 阐述 了用纳米 Ｔ 改性对 ＴＣ基金 属 陶瓷 力 学性 能的影响 ， 自行研制 的纳 米 Ｔ 改性 的 ＴＣ基金 ｉ 用 ｉ 属 陶瓷 可转位 刀片与 ＹＩ５Ｙ聪 及未改性 的 ＴＣ基金属 陶瓷 刀片 进 行 了对 比性 的切 削试验 。 结果 ＇、 ］ ｉ 表明 纳米 Ｔ 改性的 ＴＣ基金属 陶瓷 刀片具有 优 良的综 合切削性 能 ， ｉ 生产 应用具有 广 阔的前 景。
成 软团聚和 硬 团聚 ， 最终失 去超 细颗 粒所具备 的功能 。 因此 ， 必须通 过物 理 、 化学 方法对 纳 米粉体进 行表 面处 理， 使其在液 体介 质中充分 分 散 ， 发挥纳 米粉 体应有 以
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采用球磨 和超 声两种 分散 工艺 。研究 了用 无水 乙
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醇等有 机物作 为分 散介 质 的 分散 特性 和分 散 介 质 、 表 面活性 剂种类 及用量 、 分散 体 系 Ｐ Ｈ值 、 声 时 间对 分 超 散效果 的影 响 。找 出 了较优 的分 散体 系组分 和分散 工 艺参数 ：
了刀具 抗粘 结 磨 损 能 力 。在 ＴＣ基 金 属 陶 瓷 中 Ｎ 和 ｉ ｉ
关键词 ： 金属 陶瓷 纳米技术 纳米 材料
纳米技术 是 ２ ｏ世纪 ８ ０年代末 期诞 生并 崛起 的新 技术 。纳米 粉体对 现有 材料的改性 是 当前 国内外材料 科学 研究 的一 个热 点 。在 常规材料 中添 加纳 米颗粒 可
较大 地提高材 料的 强 度 、 度 、 硬 韧性 ， 改 善 了材 料 的 也 可加工 性 在 ｃ 一 Ｎ ｉ Ｍｏ系 金 属 陶瓷 中 添加 — —
一
造 粒一压 制成压 坯 ， 真空 炉 中烧结 成 烧 结 坯 。然 在 纳 米 ＴＮ的添 加量 对材料 的抗弯 强 度 、 裂韧性 、 ｉ 断
后磨 制成可转 位 刀片 。
硬度 的影响 见 图 １ 由 图 １ 可知 ， 在纳米 ＴＮ添加 断裂韧性 的值随添加量的增加 而 略有增加 ， 而硬 度变化 不大 当添 加量 继续增加 时 ，
三 者都有较 明显 的 增 加。 在 添 加 重量 为 ６ ％时 ， 裂 断 韧性 和硬 度达到最 高值 。添 加重 量 为 ８ ％时抗 弯强 度 达 到最高值 ， 随后 三者 都降低
果 ， 性能 有 明显提高 ， 力学 性 能的峰值 都分 别对 力学 各 应 一定 的纳 米 ＴＮ的添加量 。当添加 重量为 ６ 一８ Ｌ ％ ％ 时 ， 获得较 优 的综 合力学 性能 。 可