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氧化锆陶瓷刀的设计介绍

氧化锆陶瓷刀具有高熔点、高硬度、良好的耐磨性及抗腐蚀性等优点,但也具有脆性大、抗热震性不高等缺点。

        氧化锆陶瓷刀具有高熔点、高硬度、良好的耐磨性及抗腐蚀性等优点,但也具有脆性大、抗热震性不高等缺点。功能陶瓷刀具由于其氧化锆陶瓷本身组分的非均匀性,显著提高了刀具材料的机械物理性能。通过建立功能陶瓷刀具的实际切削模型,利用有限元法(FEM)计算了在相同切削条件下,具有不同分布的氧化锆陶瓷刀具的应力场分布。计算结果表明,应力场的分布及大小与梯度分布指数n有关(分布指数n是设计、制备氧化锆陶瓷材料的基本参数,用于描述氧化锆陶瓷材料中某一组分含量沿坐标的变化规律,n值的大小决定梯度变化的快慢)。

氧化锆陶瓷刀具


     氧化锆陶瓷分布形式的设计

  氧化锆陶瓷功能材料是一种组分、结构和机械物理性能参数都呈连续变化的非均匀性材料。从理论上讲,氧化锆陶瓷的变化具有任意性,只要这种梯度构成形式在数学上是连续可导的,就能够保证材料性质的变化是连续的。考虑到氧化锆陶瓷表达的简明性和制造工艺的可行性(目前采用粉末冶金铺层工艺制备梯度功能材料),采用了指数分布形式的氧化锆陶瓷设计,同时考虑到氧化锆陶瓷刀具切削时的实际情况,将梯度形式设计为对称型的双指数分布形式,假定梯度材料仅由A、B两种组分构成,其数学表达式式中 n——梯度分布指数Z——沿梯度方向的等效位置坐标f0,f1——分别为表面层和中间层B组分体积的百分比含量由于实际制造材料时采用分层制备的热压烧结工艺,所以难以得到连续的梯度分布,只能采用离散的铺层来拟合氧化锆陶瓷刀具曲线。


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本文“氧化锆陶瓷刀的设计介绍”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2022-12-16 16:45:52
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