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《晶須增韌TiB2基陶瓷刀具的制備工藝與力學(xué)性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TG711密級：公開UDC：620編號：201331204024河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文晶須增韌TiB2基陶瓷刀具的制備工藝與力學(xué)性能研究論文作者：王超學(xué)生類別：全日制專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：機械工程指導(dǎo)教師：谷美林職稱：副教授資助基金項目：河北省自然科學(xué)基金：E2012202112DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalManufactureandAutomationSTUDYONPREPARAT
2、IONPROCESSANDMECHANICALPROPERTISESOFWHISKERTOUGHRNINGTiB2BASEDCERAMICCUTTINGTOOLbyWangChaoSupervisor:GuMeilinProf.March2016摘要陶瓷刀具極大的提高了切削效率，甚至在國際上被認(rèn)定為能提高機械加工生產(chǎn)率的最佳刀具。TiB2具有高熔點、高的導(dǎo)電性、高彈性模量等優(yōu)點，以TiB2為基體做成的刀具得到了國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注，然而它也有自身的弱點，脆性低。本文針對TiB2基陶瓷刀具的弱點及晶須增韌的基本思想，根據(jù)晶須基體的匹配
3、原則，選擇合適晶須來提高TiB2刀具的綜合性能。課題的主要內(nèi)容有：碳熱還原法合成TiC晶須并對其生長機理進行分析、晶須的分散處理、燒結(jié)力學(xué)性能結(jié)合及微觀結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化分析。研究了TiC晶須生長的VLS（氣液固）、VS（氣固）生長機理，并對SLLS（固液液固）機理進行深入考察。SLLS機理具體解釋了NaCl把原材料傳遞給Ni，實現(xiàn)了S-L的轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)不斷進行，促使晶須實現(xiàn)了成核長大過程。SLLS機理同VLS機理一樣需要Ni融滴引導(dǎo)晶須生長，從而確定晶須頂端存在的Ni融滴不能作為判定VLS機理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?；诤铣珊蟮腡iC晶須易團聚的特點
4、，研究了顆粒分散的基本原則并對潤濕角，分散劑、分散介質(zhì)進行掌握。分析對比顆粒分散的方法，選擇以化學(xué)分散法為主、機械分散法為輔進行晶須分散。實驗選定硅酸鈉和聚乙二醇6000作為分散劑，與之對應(yīng)的分散介質(zhì)為蒸餾水和無水乙醇，結(jié)合硅酸鈉分散過程中可能殘留及聚乙二醇6000易揮發(fā)的優(yōu)點，最終選用聚乙二醇6000做TiC晶須的分散劑。對TiC晶須增韌TiB2陶瓷刀具材料的復(fù)合粉末在1650~1750℃燒結(jié)溫度范圍內(nèi)進行優(yōu)化，制備出了TiCw/TiC顆粒增韌TiB2基陶瓷刀具材料。研究了TiC晶須含量和燒結(jié)工藝對復(fù)合陶瓷刀具力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的
5、影響。對力學(xué)性能研究表明，隨著TiC晶須/顆粒含量增加，材料的抗彎強度、斷裂韌性和硬度逐漸提高，當(dāng)TiC晶須/顆粒復(fù)合粉末含量為30vol%時綜合力學(xué)性能最好，當(dāng)TiC晶須/顆粒復(fù)合粉末含量大于30vol%時，各相力學(xué)性能會有所降低。研究了含有30%TiC晶須/顆粒的TiB2陶瓷刀具材料的燒結(jié)工藝和微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：燒結(jié)溫度和保溫時間分別為1700℃和30min時，復(fù)合陶瓷刀具材料的晶粒相對較小，抗彎強度和斷裂韌性較好。關(guān)鍵詞：TiB2陶瓷刀具碳熱還原晶須顆粒分散性能研究IABSTRACTCeramiccuttingtoolimp
6、rovesthecuttingefficiencygreatly,evenconsideredtobethebesttoolofraisingtheproductivityofmachiningintheworld.Withthefeaturesofhighmeltingpoint,highconductivityandhighelasticmodulus,TiB2ceramiccuttingtoolhavebeencaughttheattentionofscholarsbothathomeandabroad,however,wit
7、htheownweaknessoflowbrittlenessofTiB2baseceramiccuttingtoolmaterials.Aimingthecharacteristicsofthefracturelowoftoughnessandthebasicthoughtsofwhiskertoughening,accordingtothewhiskermatrixmatchingprinciple,chooseappropriatewhiskerscanimprovethecomprehensiveperformanceofT
8、iB2tools.Themaincontentoftheprojectare:carbonthermalreductionmethodtosynthesizeTiCwhiskeranditsgrowthmechanismisanaly
