Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能的研究

论文摘要

Ti(c，N)基金属陶瓷是本世纪七十年代出现的一种新型工具材料，具有许多优良的性能，因而得到了广泛的应用，特别是今近年来发展很快。本文用传统的粉末冶金的方法制备了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具试样和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具试样，对两种刀具试样进行切削性能实验，对比其性能的优异，为制备性能更优异的金属陶瓷刀具提供理论依据。本论文共分五章，第一章为绪论，简要介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的组织性能、发展过程和刀具材料的最新发展，同时概述了Ti(C，N)基金属陶瓷刀具的发展现状和趋势。第二章介绍了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具的试验原料、制备工艺，力学性能的测试方法以及显微组织表征方法。第三章讨论了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具成分，显微组织和宏观力学性能之间的关系。研究发现超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具除硬度高于纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具外，其余力学性能均低于纳米改性基金属陶瓷刀具。第四章研究分析了两组刀具对正火态45号钢的切削性能。主要考查了不同切削速度、进给量和切削深度对刀具使用寿命以及磨损／失效方式的影响。研究表明纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的切削性能在大多数切削条件下都优于超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具。最后分析了刀具磨损表面，并观察了刀具的磨损形貌，揭示了金属陶瓷刀具在高速切削45号钢时，刀具的磨损形式以氧化磨损和扩散磨损为主。第五章对全文进行了简单的总结，并提出了对未来工作的建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Ti（C，N）基金属陶瓷材料的发展
• 1.3 金属陶瓷的制备、显微组织及合金成分对材料性能的影响
• 1.3.1 金属陶瓷的制备
• 1.3.2 金属陶瓷的显微组织
• 1.3.3 合金材料对金属陶瓷性能的影响
• 1.3.4 Ti（C，N）基金属陶瓷的发展趋势
• 1.4 刀具材料的最新发展
• 1.5 纳米材料及纳米改性材料
• 1.6 本实验的目的和意义
• 第二章 金属陶瓷刀具试样的制备与性能测试
• 2.1 实验设想及方案
• 2.2 纳米TiN改性TiC基金属陶瓷材料试样和超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷材料试样的成分设计
• 2.3 两组金属陶瓷材料试样的制备
• 2.3.1 原料粉末的性能指标
• 2.3.2 混合粉料质量计算
• 2.3.3 Ti（C，N）基金属陶瓷材料的制备过程
• 2.3.4 试样后处理
• 2.4 试样性能测试
• 2.4.1 烧结体密度测试
• 2.4.2 抗弯强度测试
• 2.4.3 断裂韧性测试
• 2.4.4 硬度测试
• 2.5 试样的相分析以及显微组织表征的方法
• 2.5.1 XRD物相分析以及点阵常数的测定
• 2.5.2 SEM观察
• 第三章 两种金属陶瓷显微组织及力学性能
• 3.1 引言
• 3.2 纳米TiN改性TiC基金属陶瓷和超细晶Ti（C，N）基金属陶瓷显微组织及相组成
• 3.3 纳米TiN改性TiC基金属陶瓷和超细晶Ti（C，N）基金属陶瓷的力学性能
• 第四章 两种金属陶瓷刀具的切削性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法和条件
• 4.2.1 刀具材料
• 4.2.2 两种刀片的几何尺寸以及切削参数的选择
• 4.3 纳米TiN改性TiC基金属陶瓷和超细晶Ti（C，N）基金属陶瓷刀具的切削效能
• 4.3.1 两种刀具的寿命和失效方式
• c，进给量f和切削深度a_p对刀具寿命的影响'>4.3.2 切削速度v_c，进给量f和切削深度a_p对刀具寿命的影响
• 4.4 纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具和超细晶Ti（C，N）基金属陶瓷刀具的磨损特性
• 4.5 小结
• 第五章 全文总结以及对未来工作的建议
• 5.1 全文总结
• 5.2 对未来工作的建议
• 参考文献
• 硕士期间发表论文情况