[发明专利]一种TiCN基金属陶瓷性能的评估方法

说明书

本发明提供了一种TiCN基金属陶瓷性能的评估方法，包含X射线定量分析条件、峰型及寻峰拟合、设定评估指标和性能评估等步骤。通过对TiCN基金属陶瓷材料进行XRD测定、拟合、计算原始参数值并与设定的评估指标比对，可实现对材料强韧性的快速评估和产品质量的有效控制，材料制成工具后切削效果优异，使用寿命长。

技术领域

本发明属于金属陶瓷领域，具体涉及一种TiCN基金属陶瓷微观结构的定量分析。

背景技术

TiCN基金属陶瓷起源于20世纪70年代，具有红硬性好、耐磨性高、热膨胀系数小、优良的化学稳定性、极低的摩擦系数以及主要原料资源丰富、成本低等优点而受到国内外的普遍关注，成为一类极具潜力的材料。TiCN基金属陶瓷与WC-Co硬质合金相比，高温强度较高，而相比于Al₂O₃等陶瓷刀具材料其韧性更好，正好与二者形成互补，应用前景巨大。近年来随着切削装置的高性能发展，对制造切削刀具的材料提出了更高的要求，TiCN基金属陶瓷虽可借助表面涂层处理或梯度功能材料等方式短时提升切削性能，但作为基体的TiCN基金属陶瓷继承陶瓷材料的易崩损性，即材料韧性较差，在面对较大加工量(中重切削)、被加工材质较硬(淬硬模具钢等)、难加工材料(不锈钢的加工硬化、复合材料的复杂组成)或断续加工时，易发生刀刃处的突然崩损失效、刀刃与工件表面交接处的沟槽磨损失效等问题，在使用范围及加工领域均受到了较大限制。

目前文献及报道中，普遍认为造成TiCN基金属陶瓷韧性较低的主要原因为合金的主要组成TiCN与合金粘结相之间较差的润湿性，即两者无法形成较强力的化学结合或其他结合方式，应力易在晶界处集中，并沿着结合力较差的TiCN/粘结相界面处释放，易形成裂纹并迅速扩展，从而产生失效。但单纯提高TiCN基金属陶瓷韧性，往往会降低材料的硬度，也就是耐磨性的降低，即失去金属陶瓷材料本身的最大优势，产品整体性能提升难以得到有效保障。因此，如要解决材料应用上的问题，必须结合材料的微观结构，在保证足够硬度的前提下，提高材料的韧性和抗崩损能力，即提高材料的强韧性。

目前对TiCN基金属陶瓷强韧性的评判通常是分别进行硬度试验、韧性试验以及切削寿命试验，对材料破坏性大、时效性差，难以快速评估材料性能。目前未见通过X射线衍射测量(XRD)方式测定TiCN基金属陶瓷相组成来实现对TiCN基金属陶瓷强韧性评估的报道。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供了一种TiCN基金属陶瓷性能的评估方法，通过对TiCN基金属陶瓷材料进行XRD测定、拟合、计算参数值并与设定评估指标比对，从而实现对材料强韧性的快速评估和产品质量的有效控制。

本发明提供的技术方案如下：

一种TiCN基金属陶瓷性能的评估方法，其特征是包含以下步骤：

1)对TiCN基金属陶瓷进行X射线衍射测试，采用Co靶作为射线源，连续式扫描方式，得到TiCN基金属陶瓷谱图；

2)对所述TiCN基金属陶瓷谱图中的衍射峰进行寻峰，然后对所述衍射峰进行峰形拟合，确定分峰数量，并计算原始参数值；

3)设定所述衍射峰的评估指标范围为包括在布拉格角2θ为48°-50°出现的衍射峰A和在布拉格角2θ为134°-138°出现的衍射峰B；设定所述衍射峰A和所述衍射峰B的评估指标范围的分峰数量均为1个-3个；设定所述衍射峰A的峰边宽W_A的评估指标范围为0.95°-1.45°，所述衍射峰B的峰边宽W_B的评估指标范围为1.0°-2.0°；设定所述衍射峰A经步骤2)峰形拟合后定义其中最强峰为S1，所述衍射峰B经步骤2)峰形拟合后定义其中最强峰为S2，所述S1峰面积占所述衍射峰A各分峰峰面积之和的比例的评估指标范围为80％-92％，所述S2的峰面积占所述衍射峰B各分峰峰面积之和的比例的评估指标范围为80％-92％；

4)判断所述TiCN基金属陶瓷的所述原始参数值是否均在所述评估指标范围内。