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烧结气氛对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具微观组织、力学及切削性能的影响

彭欣  高荣根  杨慧  张亮  
【摘要】:通过不同烧结气氛制备出Ti(C,N)基金属陶瓷,采用光学金相显微镜、SEM、EDS与标准化仪器研究了Ti(C,N)基金属陶瓷在不同烧结气氛下的微观组织变化与力学性能;制备出金属陶瓷刀具进行切削试验。结果表明:固液阶段为真空烧结所制备出的金属陶瓷微观结构中的黑芯硬质相含量较小而灰色环形相厚度较大。氮气气氛下烧结的环形相厚度减薄,黑芯硬质相数量明显增多且粒度均匀,基体芯部及表层的微观组织存在较大差异。氩气气氛烧结的微观组织与真空条件下相似。氮气气氛烧结的试样的硬度呈现出自芯部至表层连续递增的梯度变化,真空、氩气烧结则无差异;氮气、氩气气氛烧结的抗弯强度高于真空烧结的。氮气气氛烧结的试样力学性能最佳,表层硬度92.5 HRA,抗弯强度为2 190 MPa,断裂韧性为9.6 MPa·m1/2。连续干式切削试验表明,氮气气氛烧结的金属陶瓷刀具的前刀面月牙洼磨损及后刀面磨损相对于真空、氩气气氛烧结的有所降低。

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