金刚石与磨料磨具工程2024,Vol.44Issue(2) :179-184.DOI:10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0048

Ti3AlC2对PcBN材料显微结构及性能的影响

Effect of Ti3AlC2 content on microstructure and properties of PcBN materials

马金明 肖长江 陶宏均 张群飞 汤黎辉 曹剑锋 李远 周世杰 唐昱霖 陈亚超 栗正新
金刚石与磨料磨具工程2024,Vol.44Issue(2) :179-184.DOI:10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0048

Ti3AlC2对PcBN材料显微结构及性能的影响

Effect of Ti3AlC2 content on microstructure and properties of PcBN materials

马金明 1肖长江 1陶宏均 2张群飞 1汤黎辉 1曹剑锋 3李远 3周世杰 4唐昱霖 4陈亚超 5栗正新1
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作者信息

  • 1. 河南工业大学材料科学与工程学院,郑州 450001
  • 2. 中原内配集团鼎锐科技有限公司,河南焦作 454750
  • 3. 精工锐意科技(河南)有限公司,郑州 450001
  • 4. 郑州沃德超硬材料有限公司,郑州 450001
  • 5. 郑州海科研磨工具有限公司,郑州 450001
  • 折叠

摘要

以不同质量分数的Ti3AlC2为结合剂,在5.5 GPa、1 450℃的条件下,制备整体式PcBN复合刀具材料,分析不同质量分数的Ti3AlC2对PcBN刀具材料的物相、显微结构及力学性能的影响.结果表明:Ti3AlC2在高温高压下会完全分解成TiC、Al-Ti合金,并与cBN反应生成AlN、TiB2和TiC0.7N0.3等物相;TiC、AlN、TiB2和TiC0.7N0.3均匀分布在cBN周围并与cBN紧密黏结在一起,从而提升PcBN的力学性能.当Ti3AlC2质量分数为25%时,PcBN的相对密度、抗弯强度、断裂韧性和磨耗比均达到最大值,分别为98.9%、592MPa、6.87MPa·m1/2和7 350;当Ti3AlC2质量分数为20%时,PcBN的显微硬度达到最大值4 786.7 HV.

Abstract

The monolithic PcBN composite tool materials were prepared at 5.5 GPa and 1 450 ℃ with different con-tents of Ti3AlC2 as the binder phase.The effects of different mass fractions of Ti3AlC2 on the phase composition,micro-structure,and mechanical properties of PcBN tool materials were studied.The results show that Ti3AlC2 can decompose completely to form TiC and Al-Ti alloys under high temperature and high pressure,and reacts with cBN to form AlN,TiB2,and TiC0.7N0.3 phases.TiC,AlN,TiB2,and TiC0.7N0.3 are uniformly distributed around the cBN and tightly bonded to the cBN,thereby improving the mechanical properties of PcBN.When the mass fraction of Ti3AlC2 is 25%,the relat-ive density,bending strength,fracture toughness,and wear ratio of PcBN reach the maximum values,which are 98.9%,592 MPa,6.87 MPa.m1/2 and 7 350,respectively.When the mass fraction of Ti3AlC2 is 20%,the microhardness of PcBN reaches the maximum value of 4 786.7 HV.

关键词

聚晶立方氮化硼/Ti3AlC2/结合剂/高温高压/力学性能

Key words

PcBN/Ti3AlC2/binder/high temperature and high pressure(HTHP)/mechanical properties

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基金项目

工信部科技高质量发展项目(203ZS20230005)

河南省科技重大专项(221100230100)

河南省重点研发专项(2024)()

郑州市科技重大专项(2021KJZX0062)

出版年

2024
金刚石与磨料磨具工程
郑州磨料磨具磨削研究所

金刚石与磨料磨具工程

CSTPCD北大核心
影响因子:0.354
ISSN:1006-852X
参考文献量8
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