2007Ni_Ti合金对Ti_C_N_基金属陶瓷组织和性能的影响.pdfVIP

第24卷第4期 硬 质 合 金 2007年12月 Vol.24No.4 CEMENTEDCARBIDE Dec.2007 !!!! ! 材料科学 ! !!!! Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响 于 超 刘 宁 章晓波 (合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥 230009) 摘 要 采用粉末冶金方法真空烧结制备了添加Ni-Ti形状记忆合金的TiC（,N）-Co 系金属陶瓷，研究了Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果 表明：未加Ni-Ti合金的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织表现为经典的黑芯-灰壳组织， 陶瓷相多为球形；而加入Ni-Ti后的金属陶瓷随着Ni-Ti加入量的增多，组织逐渐细 化，出现了多边形的陶瓷相，陶瓷相与粘结相的界面呈现直线关系。同时，金属陶瓷的 抗弯强度和断裂韧性随着Ni-Ti合金加入量的增多有明显的提高，而硬度基本保持不 变；Ni-Ti合金的加入量为15wt%时金属陶瓷获得最好的力学性能。 关键词 Ti(C,N)基金属陶瓷 Ni-Ti合金 显微组织 力学性能 TiC（,N）基金属陶瓷作为刀具材料填补了钨基 4.5μm）按实验配方称量后，倒入尼龙球磨罐中， 末 （ [1] 硬质合金和AlO陶瓷刀具材料之间的空白 ，但由 以球料比7：1放入直径为10mm的YG8硬质合金 2 3 于它的脆性问题，限制了其在工模具中的广泛应用。 球，加入适量无水乙醇，采用QM-1SP行星式球磨 因此，通过各种方式强化材料以进一步提高强韧性 表1 试样成分配比设计 w（t%） 是金属陶瓷的发展方向[2~4] 。 试样编号 TiC TiN WC Mo Ni-Ti Co C Ni-Ti形状记忆合金具有优异的形状记忆效应 A 60 10 15 4 0 10 1 [5] B 55 10 15 4 5 10 1 和良好的超弹性 ，与其它材料复合后也能发挥很 好的作用。形状记忆合金的大部分功能均是依靠马 C 50 10 15 4 10 10 1 [6] D 45 10 15 4 15 10 1 氏体相变实现的 ，我们可以利用形状记忆合金的 E 40 10 15 4 20 10 1 马氏体相变这一特性，把Ni-Ti形状记忆合金复合 到Ti(C,N)基金属陶瓷材料中，通过发生马氏体相变 来提高材料的韧性。目前，国内外在此方面尚无系 统地进行研究。本文就Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属 陶瓷组织和性能的影响进行了研究。 1实验方法 根据实验目的设计了Ni-Ti合金 N（i、Ti等原子 比）加入量不同的五组试样，各组试样的成分如表 1 所示，实验中所用原料均为市售粉末。将初始原料 TiCF（sss粒度：2.5μm）、TiN7（0nm）、WC（1.14μm）、Co 2（.46μm）、C3（.25μm）、Mo2（.33μm）和Ni-Ti合金粉 图1 脱胶工艺曲线 作者简介：于超(1982-)，男，合肥工业大学在读硕士研究生。 194 硬硬硬硬 质质质质