TZP陶瓷拉丝模材料的制备及其性能研究

论文摘要

拉丝工艺是现今线材生产中非常重要的一种成型工艺,其核心部件-拉丝模多用硬质合金和超硬材料（如聚晶金刚石膜）制作。由于硬质合金拉丝模耐高温磨损性能差,聚晶金刚石拉丝模制作成本高、加工困难,还不能完全满足实际线材生产中拉丝模高精度、长寿命的要求。TZP陶瓷材料的硬度高、耐磨性好,与金属材料的摩擦系数小,是非常具有前途的精密拉丝模材料。本文针对陶瓷拉丝模材料高耐磨、高韧性、低摩擦系数的要求特点,开展了TZP陶瓷材料的制备工艺研究,并对其力学性能进行了测试。文中详细地研究了球磨工艺对原料粉末形貌和团聚体大小的影响,得到了球磨时间和原料粉末颗粒大小和颗粒形貌之间的变化曲线,找到了最大限度减少粉体团聚的最佳球磨工艺。研究了注射成型工艺对坯体致密度的影响,并根据成型坯致密度变化趋势和表面形貌,优化了不同装载量的最优成型工艺,并详细分析了不同注射成型工艺条件下缺陷产生的原因。对实验用粘结剂（PW、EVA、SA）、粘结剂混合体和喂料的热解性能进行了详细的实验研究,并利用自己设计的一套脱脂失重在线测定装置考察了成型坯体的热解性能,根据其实验结果制定了一条较为合适的脱脂升温曲线。研究了不同烧结温度对材料力学性能及其显微组织的影响,同时还研究了不同装载量对材料的抗弯强度、断裂韧性、显微结构、致密度、线收缩率和维氏硬度的影响。利用这些数据评价了不同烧结工艺的优劣,并分析了其变化趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 拉丝工艺的发展概况
• 1.3 拉丝过程力学分析
• 1.4 拉丝模的失效
• 1.5 拉丝模材料
• 1.6 注射成型简介
• 1.7 研究方案
• 2 粉体处理
• 2.1 前言
• 2.2 实验
• 2.3 试验结果与分析
• 2.4 粉体球磨时间和粒径之间的关系
• 2.5 小结
• 3 注射成型的工艺研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验
• 3.3 注射机上下段温度和试样成型效果之间的关系
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 4 脱脂工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验
• 4.3 粘结剂的TG-DTA 曲线
• 4.4 坯体在线失重
• 4.5 脱脂后试样的缺陷
• 4.6 脱脂工艺的优化
• 4.7 小结
• 5 烧结工艺优化
• 5.1 前言
• 5.2 实验
• 5.3 实验结果与分析
• 5.4 烧结工艺对材料性能的影响
• 5.5 小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献