1、陶瓷刀具具有高硬度和良好耐磨性等優(yōu)點，但存在脆性大和易崩刃的缺點，立方氮化硼(c-BN)具有熱穩(wěn)定性，對鐵族元素具有化學惰性，適用于加工硬度高和韌性大的材料，是理想的陶瓷材料增強相。本文將c-BN作為增強相，以Co作為金屬粘結相，采用真空熱壓燒結工藝，制備了綜合性能優(yōu)異的新型陶瓷刀具材料；研究了不同c-BN的含量以及燒結工藝對(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料性能的影響；分析了立方氮化硼對(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的增韌補強機理；研

2、究了新型(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具切削45號鋼時的切削性能及磨損機理。
　　本研究對c-BN復合(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的物理相容性和化學相容性進行了分析。采用十二烷基硫酸鈉對c-BN改性分散，改善其團聚現(xiàn)象。研究了c-BN復合(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的組分配比和燒結工藝對材料綜合力學性能的影響，研究表明當c-BN含量為1.5wt％時，(Ti,W)C基復合金屬陶瓷刀具的力學性能最優(yōu)。當復合材料燒結溫度1450℃、

3、保溫時間30min和燒結壓力30MPa時，(Ti,W)C基復合金屬陶瓷刀具的性能最優(yōu)，其抗彎強度達到996MPa、斷裂韌性8.57MPa·m1/2和維氏硬度20.78GPa。c-BN復合(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料腐蝕實驗表明c-BN可以減少基體中的脆性相，并且c-BN顆粒在基體中可以起顆粒釘扎作用，有利于(Ti,W)C基復合金屬陶瓷刀具材料性能的提升。在燒結溫度1450℃、保溫時間60min和燒結壓力30MPa的燒結工藝下，真空熱

4、壓燒結制備了不同c-BN的含量(Ti,W)C-WC-Co刀具材料。在c-BN添加量為1wt%時，(Ti,W)C-WC-Co刀具材料的力學性能最優(yōu)，復合材料的抗彎強度達到769MPa、斷裂韌性6.64MPa·m1/2和維氏硬度22.83GPa。研究發(fā)現(xiàn)c-BN對兩種(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的微觀組織的影響相似，添加適量的c-BN能有效的細化晶粒，減少氣孔和孔隙等缺陷，c-BN的加入使(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料斷裂方式主要為由

5、沿晶斷裂轉變?yōu)榇┚嗔?，斷裂方式的改變可以有效的提?Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的綜合力學性能，但是由于c-BN分散困難，過高含量的c-BN在制備時由于存在團聚和相變現(xiàn)象，使(Ti,W)C基金屬陶瓷刀具材料的力學性能明顯下降。研究了(Ti,W)C基復合金屬陶瓷刀具連續(xù)切削45鋼的切削性能。隨著切削速度的增加，(Ti,W)C復合金屬陶瓷刀具的切削力大致均呈增加趨勢，切削溫度均呈增加趨勢，材料表面粗糙度呈降低趨勢。從切削力、切削溫度和加

6、工工件材料表面粗糙度上綜合考慮，在切削速度較低時，宜選用CTW1刀具，當切削速度較高時，可選用CTW1刀具或CT1.5刀具。在切削速度υc=120m/min，進給量f=0.2mm/r，切削深度ap=0.5mm切削條件下，CT1.5與CTW1比CT0與CTW0相比刀具壽命更長，其中CTW1刀具切削壽命最高，可達到1200m以上，c-BN的加入可有效提高刀具壽命。在相同切削條件下，c-BN的添加可有效提高刀具抗磨損能力，未添加c-BN的刀具