梯度结构Al2O3-(W,Ti)C-TiN-Mo-Ni纳米金属陶瓷刀具材料的设计及制备

摘要：

基于对高速硬切削时刀具应力和温度分布,以及刀具内部疲劳裂纹扩展仿真分析,提出一个组分含量分布和微观结构具有梯度特征的设计模型.通过韧性相的添加和梯度结构的引入,实现疲劳裂纹扩展速率的减缓,从而提高刀具寿命.采用二阶段热压烧结工艺制备出具有梯度结构的Al2 O3-(W,Ti)C-TiN-Mo-Ni纳米复合刀具材料,并对其微观结构和力学性能进行研究.结果表明:所制备的梯度结构金属陶瓷材料表层硬度、内层的断裂韧度和抗弯强度分别达到19.258GPa,10.015M Pa·m1/2和1017.475M Pa,满足高速硬切削刀具的性能要求.材料的断口出现韧窝和黏结相撕裂形成的断裂棱,有利于断裂韧度和抗弯强度的增强,从而提高刀具抗疲劳裂纹扩展能力.

关键词：梯度结构、金属陶瓷、疲劳裂纹、结构设计、热压烧结

所属期刊栏目：46

分类号：TQ174

资助基金：国家自然科学基金资助项目51475273

在线出版日期：2018-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：50-56