Ni-Mo黏結(jié)劑含量對放電等離子燒結(jié)TiC0.7N0.3基金屬陶瓷力學(xué)性能的影響

黃梓鍵，羅展鵬，張 展，張 巖，郭偉明，林華泰

(廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，廣州 510006)

0 引 言

Ti(C,N)基金屬陶瓷是以Ti(C,N)化合物為主要硬質(zhì)組分，另外還會(huì)添加一些難熔金屬碳化物或者氮化物，并以鎳、鉬、鈷等為黏結(jié)劑，有時(shí)也會(huì)用鈷部分取代鎳的一種復(fù)合金屬陶瓷材料[1]。Ti(C,N)基金屬陶瓷具有較高的硬度以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)常用來制作金屬切削刀具[2]。與已經(jīng)發(fā)展比較成熟的硬質(zhì)合金刀具相比，Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具在加工鋼鐵零件時(shí)，零件表面粗糙度更低，且由于其優(yōu)良的耐磨性和可靠性，特別適合近凈成形和薄壁零件加工[3]。但是，由于Ti(C,N)基金屬陶瓷的斷裂韌性較差，其應(yīng)用范圍受到了一定限制。因此，提高Ti(C,N)基金屬陶瓷的斷裂韌性成為迫切需要解決的問題。

目前，提高Ti(C,N)基金屬陶瓷斷裂韌性的方法主要包括改善燒結(jié)工藝，優(yōu)化成分[4]，添加氧化物顆粒、碳納米管、納米晶須等[5-6]，其中對金屬相成分進(jìn)行優(yōu)化是最有效且成本較低的增韌方法。在傳統(tǒng)的真空或氣氛燒結(jié)中，由于燒結(jié)時(shí)間長，容易導(dǎo)致晶粒粗大，不利于提高Ti(C,N)基金屬陶瓷的力學(xué)性能。近年來，放電等離子燒結(jié)技術(shù)因具有升溫速率快、燒結(jié)時(shí)間短的特點(diǎn)，而在金屬陶瓷燒結(jié)中得到應(yīng)用[7]，該技術(shù)可以大幅縮短燒結(jié)時(shí)間，抑制晶粒長大，從而改善材料的力學(xué)性能[8]。在Ti(C,N)基金屬陶瓷中加入鈷或鎳等黏結(jié)劑可以降低鈦在黏結(jié)劑中的固溶度，穩(wěn)定Ti(C,N)相，提高金屬陶瓷的強(qiáng)韌性[9-10]。研究[11]發(fā)現(xiàn)，鈷和鎳作為混合黏結(jié)劑時(shí)會(huì)細(xì)化Ti(C,N)基金屬陶瓷的晶粒尺寸，進(jìn)一步提高其韌性?！?br>