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本文针对陶瓷模具材料的强韧性和耐磨性较差、使用寿命较短的缺点,提出了采用真空热压烧结的方法制备Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料以改善其力学性能和耐磨性。研究了材料的组分和热压烧结工艺对其力学性能与显微组织的影响,针对Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的耐磨性进行摩擦磨损实验,研究其摩擦磨损特性及磨损机理。主要结论如下:(1)Ti(C,N)的添加可以抑制Al2O3晶粒的长大,细化显微组织,增强增韧陶瓷模具材料。金属Nb和Cr的添加能促进陶瓷模具材料的致密化,细化硬质相晶粒,改善材料的微观结构,提高断裂韧性。烧结温度越高,材料的致密性越好,力学性能也更优越,但过高的烧结温度促使晶粒发生异常长大,降低了材料性能。保温时间太短,材料来不及烧结完全,致密性和力学性能相对较低,而保温时间太长又容易引起晶粒过分发育导致力学性能下降。(2)Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的组分设计为Ti(C,N)含量为30%,金属Nb Cr含量为7.5%;热压烧结工艺设计为,热压烧结温度1650℃,保温时间20min。在此条件下,制得的Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的抗弯强度达792MPa,维氏硬度为20.63GPa,断裂韧性为7.1MPa·m1/2。(3)Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的增韧机理为晶粒细化、裂纹偏转、裂纹桥联和沿晶与穿晶混合断裂。(4)干摩擦条件下,摩擦系数随法向载荷和转速的增加呈下降趋势,与Al2O3-Ti(C,N)陶瓷的摩擦系数相比,Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的摩擦系数较低;相同摩擦条件下,Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的磨损率低于Al2O3-Ti(C,N)陶瓷材料的磨损率;金属陶瓷模具材料的磨损率随着法向载荷的增大而增加,随着转速的提高,呈现下降的趋势。(5)Al2O3-Ti(C,N)陶瓷材料的磨损机理以磨粒磨损和脆性断裂为主,同时伴有粘着磨损;Al2O3-Ti(C,N)/Nb/Cr金属陶瓷模具材料的磨损机理为磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。