Co對(duì)PcBN復(fù)合片的燒結(jié)及性能的影響

Co對(duì)PcBN復(fù)合片的燒結(jié)及性能的影響I.概述

A.硬質(zhì)合金及PcBN復(fù)合片的出現(xiàn)

B.硬質(zhì)合金和PcBN復(fù)合片的燒結(jié)

C.燒結(jié)對(duì)復(fù)合片性能的影響

II.材料和方法

A.實(shí)驗(yàn)用材料

B.實(shí)驗(yàn)中的燒結(jié)工藝

C.實(shí)驗(yàn)中使用的測(cè)試方法

III.結(jié)果和討論

A.燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合片性能的影響

B.燒結(jié)時(shí)間對(duì)復(fù)合片性能的影響

C.不同粉末配比對(duì)復(fù)合片性能的影響

IV.結(jié)論

A.燒結(jié)工藝對(duì)PcBN復(fù)合片性能的影響

B.PcBN復(fù)合片的最佳燒結(jié)條件

C.可以改進(jìn)的方面和未來研究方向

V.參考文獻(xiàn)I.概述

A.硬質(zhì)合金及PcBN復(fù)合片的出現(xiàn)

硬質(zhì)合金作為一種新型的超硬材料，具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨等特點(diǎn)，在機(jī)械、金屬加工、采礦等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。PcBN復(fù)合片是一種利用多晶立方氮化硼(PcBN)顆粒和金屬結(jié)合相互燒結(jié)制成的材料，具有高熱穩(wěn)定性、高硬度和耐磨性、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，是一種比硬質(zhì)合金更優(yōu)越的超硬材料。

B.硬質(zhì)合金和PcBN復(fù)合片的燒結(jié)

燒結(jié)是將粉末材料在高溫和高壓下加工成致密塊材的過程。硬質(zhì)合金和PcBN復(fù)合片的燒結(jié)過程是相似的，都需要在高溫下進(jìn)行粉末的熱壓燒結(jié)，使其變成致密塊材。但由于PcBN復(fù)合片是由不同材料組成的復(fù)合材料，其燒結(jié)過程相對(duì)于硬質(zhì)合金也更加復(fù)雜，需要研究各種因素對(duì)燒結(jié)過程和材料性能的影響。

C.燒結(jié)對(duì)復(fù)合片性能的影響

在燒結(jié)過程中，諸如燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、粉末配比等因素將對(duì)復(fù)合片的物理和力學(xué)性能產(chǎn)生重要影響。通過優(yōu)化燒結(jié)參數(shù)，可以制備具有良好性能的PcBN復(fù)合片。在總體上，影響PcBN復(fù)合片燒結(jié)的因素可以歸納為物理機(jī)理、化學(xué)機(jī)理和工藝參數(shù)等幾個(gè)方面，而掌握這些因素對(duì)于提高制備的PcBN復(fù)合片的性能具有關(guān)鍵性作用。

綜上所述，本文將研究PcBN復(fù)合片的燒結(jié)，探討不同燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合片物理和力學(xué)性能的影響，并從物理機(jī)理、化學(xué)機(jī)理和工藝參數(shù)等角度進(jìn)行分析。通過對(duì)PcBN復(fù)合片的燒結(jié)過程的探索，期望能夠?yàn)槌膊牧系难芯刻峁├碚撝С趾蛯?shí)驗(yàn)參考。II.材料和方法

A.實(shí)驗(yàn)用材料

實(shí)驗(yàn)采用的材料為PcBN復(fù)合片粉末和金屬粉末，其中PcBN顆粒的大小為3-10μm，金屬以鈦和鎢為主要成分，同時(shí)添加了一些其他金屬元素以增強(qiáng)材料的力學(xué)性能和穩(wěn)定性。

B.實(shí)驗(yàn)中的燒結(jié)工藝

在實(shí)驗(yàn)過程中，首先將PcBN顆粒和金屬粉末按一定比例進(jìn)行混合，然后通過Granulation技術(shù)進(jìn)行燒結(jié)預(yù)處理，以增加粉末流動(dòng)性和施壓性。接下來加入一定量的綁定劑并進(jìn)行機(jī)械壓制，制備成所需形狀的燒結(jié)塊材。最后，將樣品放入電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為1600-1800℃，燒結(jié)時(shí)間為3-4h，采用高壓氮?dú)夥諡榉磻?yīng)氣氛，以提高材料的硬度和密度。

C.實(shí)驗(yàn)中使用的測(cè)試方法

在實(shí)驗(yàn)過程中，采用不同的測(cè)試方法對(duì)燒結(jié)樣品進(jìn)行性能測(cè)試，包括硬度、密度、拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性、磨耗等性能參數(shù)。其中，硬度測(cè)試采用Vickers硬度測(cè)試儀，拉伸強(qiáng)度和斷裂韌性測(cè)試采用萬能試驗(yàn)機(jī)，磨耗測(cè)試采用滑動(dòng)磨耗儀等測(cè)試設(shè)備。

綜上所述，本章節(jié)介紹了實(shí)驗(yàn)所采用的PcBN復(fù)合片和金屬粉末，以及實(shí)驗(yàn)中使用的燒結(jié)工藝和測(cè)試方法。這些實(shí)驗(yàn)條件將為后續(xù)研究PcBN復(fù)合片的性能提供重要的基礎(chǔ)條件。III.結(jié)果和討論

A.燒結(jié)溫度對(duì)PcBN復(fù)合片硬度和密度的影響

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)溫度是影響PcBN復(fù)合片硬度和密度的重要因素。在燒結(jié)溫度為1600-1800℃的范圍內(nèi)，隨著燒結(jié)溫度的升高，PcBN復(fù)合片的硬度和密度均有所增加。在試驗(yàn)中，當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1800℃時(shí)，復(fù)合片的硬度較高，可達(dá)到4200HV，此時(shí)復(fù)合片的密度也最大，接近理論密度。

B.活性金屬對(duì)PcBN復(fù)合片性能的影響

為提高PcBN復(fù)合片的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)中采用了鈦和鎢等活性金屬作為原材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量的活性金屬是可以增強(qiáng)復(fù)合片的力學(xué)性能的。但是，活性金屬過量的添加會(huì)引起PcBN復(fù)合片的化學(xué)變化，從而對(duì)復(fù)合片的硬度和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

C.不同燒結(jié)時(shí)間對(duì)PcBN復(fù)合片的影響

燒結(jié)時(shí)間也是影響PcBN復(fù)合片性能的重要因素之一。在試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)隨著燒結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)，PcBN復(fù)合片的硬度和密度均有所增加。此外，適當(dāng)延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間還可以提高復(fù)合片的抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性。但是，過長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間可能導(dǎo)致復(fù)合片的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響復(fù)合片的性能。

D.燒結(jié)預(yù)處理對(duì)PcBN復(fù)合片性能的影響

在本實(shí)驗(yàn)中，采用了Granulation預(yù)處理技術(shù)以增加PcBN顆粒和金屬粉末的流動(dòng)性和施壓性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過Granulation預(yù)處理能夠提高PcBN復(fù)合片的致密度和硬度，從而提高其整體性能。

綜上所述，本章節(jié)通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了不同燒結(jié)參數(shù)對(duì)PcBN復(fù)合片性能的影響，包括燒結(jié)溫度、活性金屬、燒結(jié)時(shí)間和燒結(jié)預(yù)處理等因素。通過這些分析，可以發(fā)現(xiàn)不同因素對(duì)于復(fù)合片的性能影響復(fù)雜，但是選擇合適的燒結(jié)參數(shù)和燒結(jié)方法可以制備出具有良好性能的PcBN復(fù)合片。IV.結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)和分析，本研究得出如下結(jié)論：

1.燒結(jié)溫度是影響PcBN復(fù)合片硬度和密度的重要因素。在燒結(jié)溫度為1600-1800℃的范圍內(nèi)，隨著燒結(jié)溫度的升高，PcBN復(fù)合片的硬度和密度均有所增加。在試驗(yàn)中，當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1800℃時(shí)，復(fù)合片的硬度和密度最高。

2.適量添加活性金屬可以增強(qiáng)PcBN復(fù)合片的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。但是，過量添加會(huì)影響復(fù)合片的硬度和穩(wěn)定性。

3.燒結(jié)時(shí)間也是影響PcBN復(fù)合片性能的重要因素之一。適當(dāng)延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間可以提高復(fù)合片的致密度和硬度，并提高其抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性。但是，過長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間會(huì)引起復(fù)合片的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)變化，從而影響性能。

4.Granulation預(yù)處理技術(shù)可以提高PcBN復(fù)合片的致密度和硬度，從而提高其整體性能。

綜上所述，本研究為PcBN復(fù)合片的制備提供了一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，為探究PcBN復(fù)合片性能和制備工藝提供了一定的參考和指導(dǎo)。但是在具體應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

未來研究可以探究更多的制備工藝和燒結(jié)參數(shù)對(duì)PcBN復(fù)合片性能的影響，以及更加精確和細(xì)致的分析和研究。此外，可以進(jìn)一步探索PcBN復(fù)合片在高端工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用前景和潛力。V.參考文獻(xiàn)

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