今天為大家分享一篇博士生范永剛2019年發(fā)表在Metallurgical and Materials Transactions B 的文章：Influence of TiH2 on Interfacial Reaction Features Between Cubic Boron Nitride and Cu-Sn-Ti Active Filler Metals

論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11663-019-01504-4

隨著現(xiàn)代機械加工朝著高精度、高速度、硬加工、干加工(無冷卻液)及降低成本等方向發(fā)展，對磨具性能提出了相當高的要求。傳統(tǒng)的碳化硅和剛玉普通磨料模具已不能完全滿足當前高速、高效、高精度的磨削要求，因此開發(fā)各種耐磨性能優(yōu)良，能長時間進行穩(wěn)定加工的超硬磨削材料是必然的發(fā)展趨勢。

主要研究內(nèi)容：通過向Cu-Sn填料中添加不同的TiH2含量來探究不同的配比對CBN/Cu-Sn-Ti界面反應特性以及摩擦性能的影響，以探究釬料中最佳的Ti含量。

圖1 CBN/Cu-Sn-Ti釬焊樣品典型形貌與不同TiH2含量之間的關(guān)系

結(jié)果表明當TiH2含量為5％時，CBN和Cu-Sn-Ti填充金屬之間已經(jīng)實現(xiàn)了良好的潤濕性。進一步增加TiH2 含量潤濕性不再變化。

圖2 不同的TiH2含量下CBN/Cu-Sn-Ti釬焊樣品中各種相的變化

當TiH2含量低于5%時，界面生成物含量較低，基體中主要金屬相為Cu3Sn1。當TiH2含量超過5%時，Cu3Sn1含量降低而Cu41Sn11含量升高，會導致基體強度降低。

圖3 不同TiH2含量下CBN/Cu-Sn-Ti界面反應后厚度的變化。

(a) 1 wt.%; (d) 3 wt.%; (g) 5 wt.%; (j) 7 wt.%; (m) 9 wt.%.

當TiH2含量為5％時，得到一個主要由TiN，TiB2和TiB組成的連續(xù)均勻厚度的反應層（1.30μm）。進一步將TiH2含量增加到7％甚至達到9％: 反應層厚度不再明顯增加, 反應層變的均勻、連續(xù)、穩(wěn)定, 說明進一步增加TiH2含量反應不再變化，界面反應已達到平衡狀態(tài)，反應層的厚度不再顯著增加。此外進一步增加TiH2含量可能會引入過多的孔隙率并導致較差的耐磨性。

在本研究中，系統(tǒng)地研究了TiH2含量對CBN/Cu-Sn-Ti復合材料界面反應及其微觀結(jié)構(gòu)和潤濕行為的影響。TiH2含量對反應層的潤濕行為和生長的影響已經(jīng)被清楚地描述，這可能對獲得CBN和Cu-Sn-Ti填充金屬之間的高強度結(jié)合以及孔隙率和失重之間的平衡具有重要意義，更重要的是對超硬磨料行業(yè)砂輪的制備具有借鑒意義。