Co對PcBN復合片的燒結及性能的影響

Co對PcBN復合片的燒結及性能的影響I.概述

A.硬質合金及PcBN復合片的出現

B.硬質合金和PcBN復合片的燒結

C.燒結對復合片性能的影響

II.材料和方法

A.實驗用材料

B.實驗中的燒結工藝

C.實驗中使用的測試方法

III.結果和討論

A.燒結溫度對復合片性能的影響

B.燒結時間對復合片性能的影響

C.不同粉末配比對復合片性能的影響

IV.結論

A.燒結工藝對PcBN復合片性能的影響

B.PcBN復合片的最佳燒結條件

C.可以改進的方面和未來研究方向

V.參考文獻I.概述

A.硬質合金及PcBN復合片的出現

硬質合金作為一種新型的超硬材料，具有高硬度、高強度、高耐磨等特點，在機械、金屬加工、采礦等領域有廣泛應用。PcBN復合片是一種利用多晶立方氮化硼(PcBN)顆粒和金屬結合相互燒結制成的材料，具有高熱穩(wěn)定性、高硬度和耐磨性、優(yōu)異的化學穩(wěn)定性等特點，是一種比硬質合金更優(yōu)越的超硬材料。

B.硬質合金和PcBN復合片的燒結

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

C.燒結對復合片性能的影響

在燒結過程中，諸如燒結溫度、燒結時間、粉末配比等因素將對復合片的物理和力學性能產生重要影響。通過優(yōu)化燒結參數，可以制備具有良好性能的PcBN復合片。在總體上，影響PcBN復合片燒結的因素可以歸納為物理機理、化學機理和工藝參數等幾個方面，而掌握這些因素對于提高制備的PcBN復合片的性能具有關鍵性作用。

綜上所述，本文將研究PcBN復合片的燒結，探討不同燒結工藝參數對復合片物理和力學性能的影響，并從物理機理、化學機理和工藝參數等角度進行分析。通過對PcBN復合片的燒結過程的探索，期望能夠為超硬材料的研究提供理論支持和實驗參考。II.材料和方法

A.實驗用材料

實驗采用的材料為PcBN復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，同時添加了一些其他金屬元素以增強材料的力學性能和穩(wěn)定性。

B.實驗中的燒結工藝

在實驗過程中，首先將PcBN顆粒和金屬粉末按一定比例進行混合，然后通過Granulation技術進行燒結預處理，以增加粉末流動性和施壓性。接下來加入一定量的綁定劑并進行機械壓制，制備成所需形狀的燒結塊材。最后，將樣品放入電阻爐中進行燒結處理，燒結溫度為1600-1800℃，燒結時間為3-4h，采用高壓氮氣氛為反應氣氛，以提高材料的硬度和密度。

C.實驗中使用的測試方法

在實驗過程中，采用不同的測試方法對燒結樣品進行性能測試，包括硬度、密度、拉伸強度、斷裂韌性、磨耗等性能參數。其中，硬度測試采用Vickers硬度測試儀，拉伸強度和斷裂韌性測試采用萬能試驗機，磨耗測試采用滑動磨耗儀等測試設備。

綜上所述，本章節(jié)介紹了實驗所采用的PcBN復合片和金屬粉末，以及實驗中使用的燒結工藝和測試方法。這些實驗條件將為后續(xù)研究PcBN復合片的性能提供重要的基礎條件。III.結果和討論

A.燒結溫度對PcBN復合片硬度和密度的影響

通過實驗發(fā)現，燒結溫度是影響PcBN復合片硬度和密度的重要因素。在燒結溫度為1600-1800℃的范圍內，隨著燒結溫度的升高，PcBN復合片的硬度和密度均有所增加。在試驗中，當燒結溫度達到1800℃時，復合片的硬度較高，可達到4200HV，此時復合片的密度也最大，接近理論密度。

B.活性金屬對PcBN復合片性能的影響

為提高PcBN復合片的力學性能和化學穩(wěn)定性，實驗中采用了鈦和鎢等活性金屬作為原材料。實驗結果表明，適量的活性金屬是可以增強復合片的力學性能的。但是，活性金屬過量的添加會引起PcBN復合片的化學變化，從而對復合片的硬度和穩(wěn)定性產生不利影響。

C.不同燒結時間對PcBN復合片的影響

燒結時間也是影響PcBN復合片性能的重要因素之一。在試驗中，發(fā)現隨著燒結時間的延長，PcBN復合片的硬度和密度均有所增加。此外，適當延長燒結時間還可以提高復合片的抗拉強度和斷裂韌性。但是，過長的燒結時間可能導致復合片的化學成分和晶體結構發(fā)生變化，從而影響復合片的性能。

D.燒結預處理對PcBN復合片性能的影響

在本實驗中，采用了Granulation預處理技術以增加PcBN顆粒和金屬粉末的流動性和施壓性。實驗結果表明，通過Granulation預處理能夠提高PcBN復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)通過實驗結果分析了不同燒結參數對PcBN復合片性能的影響，包括燒結溫度、活性金屬、燒結時間和燒結預處理等因素。通過這些分析，可以發(fā)現不同因素對于復合片的性能影響復雜，但是選擇合適的燒結參數和燒結方法可以制備出具有良好性能的PcBN復合片。IV.結論

通過實驗和分析，本研究得出如下結論：

1.燒結溫度是影響PcBN復合片硬度和密度的重要因素。在燒結溫度為1600-1800℃的范圍內，隨著燒結溫度的升高，PcBN復合片的硬度和密度均有所增加。在試驗中，當燒結溫度達到1800℃時，復合片的硬度和密度最高。

2.適量添加活性金屬可以增強PcBN復合片的力學性能和化學穩(wěn)定性。但是，過量添加會影響復合片的硬度和穩(wěn)定性。

3.燒結時間也是影響PcBN復合片性能的重要因素之一。適當延長燒結時間可以提高復合片的致密度和硬度，并提高其抗拉強度和斷裂韌性。但是，過長的燒結時間會引起復合片的化學成分和晶體結構變化，從而影響性能。

4.Granulation預處理技術可以提高PcBN復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復合片的制備提供了一定的實驗數據和分析結果，為探究PcBN復合片性能和制備工藝提供了一定的參考和指導。但是在具體應用中，還需要根據具體情況進行調整和優(yōu)化，以滿足不同應用場景的需求。

未來研究可以探究更多的制備工藝和燒結參數對PcBN復合片性能的影響，以及更加精確和細致的分析和研究。此外，可以進一步探索PcBN復合片在高端工業(yè)應用領域的應用前景和潛力。V.參考文獻

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