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成果信息

針對(duì)我國(guó)目前陶瓷刀具產(chǎn)品力學(xué)性能較差，質(zhì)量不穩(wěn)定，無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)汽車(chē)制造、飛機(jī)制造、重型機(jī)械、化工設(shè)備等領(lǐng)域關(guān)鍵零、部件加工設(shè)備數(shù)控機(jī)床要求的現(xiàn)狀，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代Al2O3-Ti(C,N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等系列的刀具用納米陶瓷復(fù)合材料。發(fā)明了以聚羧酸銨為表面活性劑制備高固相含量的Al2O3-ZrO2（Y2O3）水系懸浮體系的方法，消除了納米粉體中的硬團(tuán)聚，解決了ZrO2（Y2O3）納米粉和Al2O3納米粉難以均勻混合的難題，顯著提高了Al2O3-ZrO2材料的力學(xué)性能，其抗彎曲度達(dá)到 800MPa以上，斷裂韌性達(dá)7.8 MPa m1/2，為Al2O3陶瓷刀具材料的2.5倍、Al2O3-TiC陶瓷刀具的1.6倍。這可有效解決陶瓷刀具在使用過(guò)程中的崩刀難題。研制新型Al2O3-Ti(C, N)-TiNi網(wǎng)狀納米陶瓷復(fù)合材料，納米Ti(C,N)顆粒通過(guò)組織細(xì)化顯著提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能，其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度比普通的Al2O3陶瓷刀具高400MPa以上，比Al2O3-TiC陶瓷刀具高100 MPa以上；TiNi合金在材料中呈三維網(wǎng)狀分布，顯著提高了復(fù)合材料的韌性（達(dá)7-13MPa）。)

背景介紹

在現(xiàn)代化加工過(guò)程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技術(shù)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，越來(lái)越多地采用超硬難加工材料，以提高機(jī)器設(shè)備的使用壽命和工作性能。而陶瓷刀具則以其優(yōu)異的耐熱性、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性以及高硬度，在高速切削領(lǐng)域和難加工材料方面顯示了傳統(tǒng)刀具無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。特別是近幾年來(lái),隨著納米技術(shù)的發(fā)展，世界各國(guó)競(jìng)相在納米陶瓷刀具領(lǐng)域投入大量的人力和財(cái)力進(jìn)行研究，用納米材料開(kāi)發(fā)的刀具，其力學(xué)性能和使用性能會(huì)大大提高，生產(chǎn)納米復(fù)合陶瓷刀具,將有巨大的市場(chǎng)前景。納米復(fù)相陶瓷刀具材料的研究成功有望從根本上解決陶瓷材料的脆性問(wèn)題，比起傳統(tǒng)刀具陶瓷刀具材料，它具有更高的抗彎強(qiáng)度、斷裂韌度等力學(xué)性能。 )

應(yīng)用前景

高性能納米陶瓷刀具材料的Al2O3-Ti(C, N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等高性能納米陶瓷復(fù)合材料，具有高強(qiáng)度、高韌性、高紅硬性等優(yōu)點(diǎn)，在高性能陶瓷刀具領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，可大大提高精度和質(zhì)量，提高加工效率，降低加工成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。)