Si3N4基陶瓷刀具材料的制備與性能研究.pdf

1、氮化硅基陶瓷刀具適合切削鑄鐵、高溫合金和鎳基合金等材料，尤其適用于較大進給量或斷續(xù)切削。與一般Al2O3基陶瓷比較，其主要特點是具有較高的抗彎強度和斷裂韌性，但由于燒結困難、硬度及耐磨性偏低，其應用于陶瓷刀具材料的研究相對滯后于Al2O3基陶瓷。
　　采用粒徑為0.8μm和0.35μm的Si3N4初始粉，6wt％Y2O3和2wt％Al2O3作燒結助劑。為了提高氮化硅基陶瓷刀具材料的強度、韌性和使用壽命，添加少量(1 vol％～3v

2、ol％)的TiC0.7N0.3超細粉作為硬質第二相，在1650℃和30MPa壓力下真空熱壓燒結。實驗檢測了材料的密度、強度、韌性和硬度，掃描電鏡和XRD用于分析材料的纖維組織和物相。實驗結果表明，添加少量TiC0.7N0.3阻止了部分晶粒的長大，使不同直徑和不同長徑比的β-Si3N4晶粒相互交錯、緊密結合，從而達到了增強補韌的效果。添加1vol％TiC0.7N0.3的試樣的抗彎強度和斷裂韌性分別為916MPa和9.47 MPa·m1/2

3、。
　　對添加1vol％TiC0.7N0.3的試樣分別在1650℃、1700℃、1750℃和30MPa壓力下真空熱壓燒結。結果表明，隨熱壓溫度的升高，材料的相對密度、強度和斷裂韌性增加，試樣的顯微組織仍為不同直徑和不同長徑比的β-Si3N4晶粒相互交錯。熱壓燒結溫度為1750℃時的相對密度、抗彎強度和斷裂韌性分別達到99.22％、993MPa和9.81 MPa·m1/2。
　　為了提高氮化硅基陶瓷刀具材料的硬度和耐磨性，在含