燃烧合成TiBTi基金属陶瓷的磨损行为.pdf

第19卷增刊 硬质合金 2002年10月 V01．19 CEMENTEDCARBlDE oct．2002 Supplement ≯业业坐妊业糇 ．{|材料科学弗 凑蒂蒂蒂恭蒂黍 燃烧合成TiB／Ti基金属陶瓷的磨损行为 徐强8 张幸红张学忠韩杰才赫晓东 (哈尔滨工业大学复合材料研究所，哈尔滨，150001) 摘要选用Ti粉和B粉，燃烧合成制备了高致密度的TiB／Ti基金属陶瓷，采用环块 接触耐磨试验研究了金属陶瓷在室温下的磨损行为。对材料的微观组织和相结构进行 了研究，重点探讨了金属陶瓷的磨损特性和磨损机制。结果表明，TiB／Ti基金属陶瓷具 有优异的耐磨性。其磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和硬质相剥落。 关键词TiB／Ti基金属陶瓷燃烧合成耐磨性磨损机制 1 o‰—L 上 刖 舌 wC—Co金属陶瓷由于具有优良的耐磨性能而 得到了广泛的应用，但是由予w和Co均为战略储 TiB质量分数为60％配置了混合料(反应后的产物 备元素，因而近年来对不含w和Co的金属陶瓷复 合材料进行了大量的研究。与传统材料制造方法相 的粉末再放入水循环干燥箱中在80℃温度下，真空 比，燃烧合成(又称为自蔓延高温合成)技术在制备 干燥24h。 金属陶瓷方面具有能耗低、工艺相对简单、合成物纯 度高、生成效率高、成本低等一系列独特的优点。目 前，利用燃烧合成反应已经制备了TiC—NiL1j、TiB： 预制块。将预制块放入图1所示的燃烧合成结合准 一Fe[2]、TiB—Ti[33等金属陶瓷复合材料，其中，热等静压(Combustion Hot TiB／Ti基金属陶瓷复合材料由于具有密度低、硬度Isostatic 高、耐热疲劳、耐腐蚀和工艺性能优良等特点，可广 将反应器装置放入四柱液压机中，给预制坯加上一 泛用于制备刀具、模具、喷砂嘴、辊环及一些在特殊 定的压力P，，从装置的侧面或底面通过加热电阻丝 环境中的耐磨结构件等[1]。目前对TiB／Ti基金属陶引燃点火剂，激发预制块的自蔓延反应，经过ta秒 瓷的摩擦磨损特性方面的报道较少。鉴于此，本文利 燃烧反应刚结束，产物仍处于红热软化状态时，迅速 用燃烧合成与同时致密化技术制备了TiB／Ti基金施加一个高压压力P。，并保压一段时间t。，产物取 属陶瓷，研究了TiB／Ti基金属陶瓷的耐磨性能及出，冷却。 耐磨机制。 将反应产物上的砂子打磨干净，利用电火花线 x 切割加工成20 2试验材料和方法 间抛光和腐蚀等工序进行材料的相结构与显微组织 本文研究所使用的粉末原料是Ti粉(粒度≤ 分析；6×6×21mm试样经磨平和抛光后进行材料 +作者简介：徐强。男．1976年生，博士研究生．主要从事燃烧合成、高温材料和梯度功能材料的研究。 硬质合金 第19卷 的耐磨性试验。 的组织较为致密，陶瓷TiB相和金属Ti相互相连续 分布，TiB颗粒互相缠结交错在一起形成立体网状 结构，这对提高材料的耐磨性非常有利。 O O