2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、陶瓷刀具因其具有高溫紅硬性高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點,適合用于難加工材料的高速切削加工。氧化鋁是目前陶瓷刀具的主要材料體系,已有多種不同添加相的氧化鋁基商業(yè)化陶瓷刀具獲得應(yīng)用。鑒于一維新型材料氮化硼納米管(BNNTs)具有非常高的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量、高溫化學(xué)穩(wěn)定性好等特點,本文嘗試研究了BNNTs增韌氧化鋁基陶瓷刀具新材料,并與BN顆粒復(fù)合以及TiB2-(W,Ti)C多相復(fù)合氧化鋁基陶瓷刀具材料進(jìn)行對比研究;最后對新研制刀具的切削性能進(jìn)行了

2、初步研究。
  本研究對以碳納米管(CNTs)作為模板,在高溫、高壓下合成BNNTs的工藝參數(shù)進(jìn)行了實驗優(yōu)化,分析了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和反應(yīng)壓力對BNNTs形貌的影響。結(jié)果表明,使用30mL的反應(yīng)釜,CNTs的含量定為0.5g,壓力為30MPa,反應(yīng)溫度為600℃,反應(yīng)時間15h即為反應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)。獲得的產(chǎn)物在750℃左右空氣氣氛中氧化即可獲得所需的BNNTs。
  研究了燒結(jié)助劑MgO和Y2O3對Al2O3陶瓷刀具材料性能

3、的影響,對燒結(jié)助劑種類、含量和燒結(jié)溫度進(jìn)行了優(yōu)化,并且分析了復(fù)合陶瓷材料的物相組成、力學(xué)性能和微觀組織。結(jié)果表明,同時添加MgO和Y2O3時,復(fù)合陶瓷材料力學(xué)性能均高于單獨添加MgO或Y2O3時的力學(xué)性能,并且MgO-Y2O3復(fù)合助燒劑能夠有效的降低Al2O3陶瓷刀具材料的燒結(jié)溫度。
  在優(yōu)化了助燒劑的基礎(chǔ)上,對BNNTs復(fù)合Al2O3基陶瓷刀具材料的組分配比和保溫時間進(jìn)行了優(yōu)化,通過對復(fù)合陶瓷材料的力學(xué)性能、物相組成和微觀組織

4、的分析,發(fā)現(xiàn)適量的BNNTs能有效的細(xì)化晶粒,提高致密度,減少氣孔等缺陷,使材料的各方面力學(xué)性能明顯提高。但是由于納米相分散困難,過高含量的BNNTs將在基體中團(tuán)聚,使材料的各方面力學(xué)性能明顯下降。
  為了與一維材料BNNTs作對比,本文研究了六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)顆粒對Al2O3基復(fù)合陶瓷刀具材料力學(xué)性能和微觀組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明,同樣為六方結(jié)構(gòu)的BNNTs和h-BN顆粒對Al2O3基陶瓷刀具材料的

5、作用效果完全相反,h-BN顆粒的引入,使材料的力學(xué)性能明顯下降。而c-BN顆粒的引入可以使材料的斷裂方式由沿晶斷裂變成穿晶斷裂,使抗彎強(qiáng)度明顯提高,其中優(yōu)化出的一種立方氮化硼(c-BN)顆粒復(fù)合Al2O3基陶瓷刀具材料AC3的抗彎強(qiáng)度達(dá)到632MPa。
  為與添加BN的刀具材料對比,并進(jìn)一步提高Al2O3基陶瓷刀具材料的力學(xué)性能,本文研制了Al2O3-TiB2-(W,Ti)C體系的陶瓷刀具材料,對燒結(jié)溫度進(jìn)行了優(yōu)化,分析了燒結(jié)溫

6、度對材料力學(xué)性能和微觀組織的影響,并對物相組成和增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了分析。最終制備的新型復(fù)合陶瓷刀具材料ABW,抗彎強(qiáng)度達(dá)到654MPa,斷裂韌度達(dá)到6.4MPa·m1/2,維氏硬度達(dá)到17GPa。
  研究了陶瓷刀具ABW切削奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti時的切削性能,并與BN復(fù)合Al2O3基陶瓷刀具AC3以及商用陶瓷刀具SG4作對比。正交實驗優(yōu)化出ABW刀具切削時的最優(yōu)切削參數(shù)是切削速度80m/min、進(jìn)給量0.15mm/r和

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