制作實驗過程

1. 溶膠的制作
   選取異丙醇鋁［Al(C₃H₇O)₃］(北京化學試劑總廠，分析純)為前驅物餐曹，以去離子水(自制)作為溶劑，用硝酸［HNO₃］(山東省化工研究院)作為膠溶劑敌厘，將上述原料按一定比例混合均勻台猴，水浴恒溫85℃，并施以強力攪拌额湘，48h 后即獲得均一穩(wěn)定的勃姆石溶膠卿吐。
2. 基體粉末的處理和涂層
   基體材料可以是YT、YG忘哼、YW類硬質合金粉末疏悯，基體粉末球磨后在丙酮中進行超聲波清洗，然后在稀酸中浸泡處理锨穷；再經(jīng)過去離子水清洗歉冷，加入到乙醇和水的混合溶液中，并施以強力攪拌和超聲波振蕩岗憨，令其分散均勻乳后。
   在此時，加入勃姆石溶膠帝膊，經(jīng)過抽濾确奄、干燥，得到有陶瓷涂層的粉末僻跳，然后經(jīng)預燒結闪铸，使涂層充分轉化為Al₂O₃陶瓷。這就是對基體粉末實施陶瓷涂層的過程茶月。
3. 燒結壓制刀片
   在涂層粉末中再加入微量粘結金屬需五，熱壓燒結，燒結溫度范圍1 450～1 850℃轧坎，保溫10～30 min宏邮，壓力15～40MPa。
4. 切削對比實驗條件
   切削實驗機床為C620-1普通車床改裝的無級變速車床缸血。工件材料為T10A工具鋼(硬度HRC55～61)蜜氨。選用4種刀具進行對比：一種是粉末涂層材料壓制的FTC1、FTC2捎泻；一種是陶瓷刀具LT55记劝；一種是硬質合金刀具YT15变姨，還有一種是YB01氧化鋁-碳化鈦復合涂層硬質合金刀片(前2種是自制的產品，后2種是株州硬質合金廠產品)厌丑。刀具的幾何參數(shù)分別為：K_r=75°定欧、g_o=-5°、l_s=-5°怒竿、b_o=90°砍鸠、e_r=90°。切削實驗時均采用干式切削耕驰。

實驗結果和分析

1. FTC1京佃、FTC2材料的力學性能
   我們進行的大量實驗表明，采用基體材料為YT言丧、YG崔狂、YW類等硬質合金涂層粉末在燒結后，所得材料的力學性能較差辕寺，其內部布滿微裂紋茶链，難以磨成抗彎強度試樣。
   之后误扯，我們在充分考慮材料的物理匹配和化學相容性的基礎上颓之，對基體粉末中的碳化物比例進行調整，制得的新型涂層材料FTC1骇瓦、FTC2鹤梳，表現(xiàn)出了良好的力學性能，硬度明顯優(yōu)于硬質合金庶咨，與陶瓷材料相近岁九；而抗彎強度則比普通陶瓷材料高。測量得到的力學性能見表1检碗。
   其力學性能的測試方法：用3點彎曲法測抗彎強度据块；用壓痕法測斷裂韌性；用洛氏硬度計測硬度后裸。
   

   圖1 切削淬硬T10A鋼刀具后刀面磨損曲線

   圖2 切削淬硬T10A鋼刀具后刀面磨損曲線

2. 切削效果分析
   為了檢驗新型刀具材料的切削效果，分別與普通硬質合金刀具冒滩、陶瓷刀具和CVD法Al₂O₃陶瓷涂層刀具進行對比切削實驗微驶。
   圖1是刀具FTC1、L55开睡、YT15在v=75 m/min,f=0.1mm/f,a_p=0.15mm 切削條件下切削淬硬T10A工具鋼時后刀面的磨損曲線因苹。由圖1上的3條磨損曲線可看出，由于工件材料較硬篇恒，當切削長度為530m時扶檐，YT15硬質合金刀具后刀面磨損已達到0.58 mm凶杖；而L55陶瓷刀具和新型刀具FTC1切削長度達到2650m后，后刀面磨損約僅有0.3 mm款筑，且磨損情況相似智蝠，但FTC1的磨損比L55還要輕微一些。
   圖2是刀具YB01浩出、FTC1铭梯、FTC2在v=71.5m/min,f=0.1mm/f,a_p=0.15mm 切削條件下切削淬硬T10A工具鋼時后刀面的磨損曲線。由圖2上的3條磨損曲線可看出扶蜻，由于工件材料較硬巷同，當切削初期，F(xiàn)TC1搔绿、FTC2由于涂層比較薄豁箱，后刀面磨損量要比YB01大。但是法顺，粉末涂層材料刀具FTC1归闺、FTC2進入正常磨損階段后的磨損保持相對的均勻穩(wěn)定，而BY01陶瓷涂層刀具的正常磨損路程相對較短瓤鬓，在切削長度達到520m后就進入急劇磨損階段版幕。這是因為陶瓷涂層此時已被基本磨掉，其切削功效也就大大降低四乱。另外衔甲，YB01在切削過程中，前刀面有貝殼狀剝落宣吱，這可能是由于切削力較大時將涂層擠裂造成的窃这，影響了涂層效能的充分發(fā)揮。新型涂層材料刀具FTC1征候、FTC2在切削速度較低時一般不會發(fā)生破損杭攻。
   在對比實驗中，當YB01刀具的后刀面磨損達到0.3mm時疤坝，此時的刀具涂層在切削中不再能有效發(fā)揮作用兆解，刀尖、刀刃變鈍跑揉，切削中的振動加劇锅睛，已加工表面十分粗糙，刀具幾乎已不能進行切削历谍。據(jù)實驗推算现拒，新型涂層材料刀具FTC1、FTC2要比用CVD法獲得的陶瓷涂層刀具YB01在切削淬硬鋼時的使用壽命至少提高一倍。

結語

1. 利用溶膠-凝膠方法印蔬，在碳化物粉末表面涂覆薄薄一層Al₂O₃勋桶，再將其燒結成刀具材料，具有晶粒細小均勻和有很高的硬度以及較高的強度铅州。
2. 這種新型涂層材料刀具FTC1牛跷、FTC2在切削淬硬鋼時，切削性能與陶瓷刀具相近旱已，明顯優(yōu)于硬質合金和Al₂O₃涂層刀具肌蛮，表現(xiàn)出了良好的綜合切削性能，是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ男滦偷毒卟牧稀?/li>