Sialon-Si_3N_4系梯度纳米复合陶瓷刀具材料的设计及制备

编号：NMJS02253

篇名：Sialon-Si_3N_4系梯度纳米复合陶瓷刀具材料的设计及制备

作者：郑光明； 赵军； 周咏辉； 高中军；

关键词：梯度陶瓷刀具； 残余压应力； 结构设计； 热压烧结； 热膨胀系数；

机构： 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室；

摘要： 根据对切削过程中陶瓷刀具温度及应力分布规律的研究,提出对陶瓷刀具材料的组成分布和微观结构进行设计以形成梯度的模型。通过调节TiC0.7N0.3含量,使材料在制备的冷却过程中在材料表层形成残余压应力。纳米Si3N4颗粒的加入可提高材料的微观性能;而合理的梯度结构设计提高了材料的宏观性能。采用粉末铺填热压烧结工艺制备出sialon–Si3N4系梯度纳米复合陶瓷刀具材料。结果表明:所制备的材料表层形成了残余压应力,有利于切削性能的提高;不同粒径的Si3N4晶粒形成双峰结构,有利于材料强度和韧性的提高;设计梯度陶瓷刀具材料时,应以热膨胀系数由表及里增大为原则。