1前言沖模作為自動旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的重要易耗部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)的各領(lǐng)域，市場需求量大。目前國內(nèi)沖模均用優(yōu)質(zhì)鋼材制備。因沖模使用時速快，中擊力大磨損極快更換調(diào)整模具工作量大，時間長導(dǎo)致工作效率低，企業(yè)對優(yōu)質(zhì)耐磨沖磨具需求十分迫切。研制高強(qiáng)度、高耐磨的沖模對于提高生產(chǎn)效率、節(jié)省成本有著重要的意義。

　　TZP（3穩(wěn)定的四方氧化鋯多晶體眉所有多晶體陶瓷中強(qiáng)度和韌性最高的陶瓷具有高硬度、高耐磨，抗沖擊強(qiáng)度高是制作優(yōu)質(zhì)沖模的理想材料。經(jīng)過優(yōu)化模具設(shè)計(jì)，篩選配方組成，成功地研制出優(yōu)質(zhì)3YTZP模具盈過試用，其使用壽命是原鋼模的四倍，而成本僅是鋼模的2倍。

　　2研制過程2.1模具的設(shè)計(jì)TZP陶瓷原材料和冷加工費(fèi)用較高，制作全陶瓷模具成本太高。為了節(jié)省成本提高其價格性能比根據(jù)沖模工作特點(diǎn)和受力狀態(tài)，將沖模的工作面用3YTZP陶瓷制備而非工作面部分由鋼材制作。然后將兩部分粘結(jié)從而得到既耐磨、耐沖擊，價格又合理的優(yōu)質(zhì)模具。

　　2.2原材料及其配方制備3YTZP微粉深訓(xùn)南玻公司生產(chǎn)，平均粒徑為0.4！m. 3Y-TZP納米粉制備用ZrOCl'. 8H'0、Y（N3）3、氨水，采用化學(xué)共沉淀法制成，平均粒徑為20>m.沖模具的配方組成以3YTZP微粉為基體，加入3%"10%的3YTZP納米粉。將3Y TZP微粉和3YTZP納米粉，用酒精作為分散介質(zhì)，用3YTZP球石作為球磨介質(zhì)在行星磨快速球磨1小時。然后放在烘箱中烘干備用。

　　2.3工藝流程配料！球磨（酒精介質(zhì)）！烘干！等靜壓成型（250PMA）！燒成（480！，保溫2小時）！粗磨！粘結(jié)！精磨！清洗！檢驗(yàn)3性能測試用上述流程制備的試樣，用Archimedes法測量其體積密度，用三點(diǎn)彎曲法測量抗折強(qiáng)度，用陶瓷材料沖擊儀CJB-1005，按GB/T-1993-94方法測試其沖擊強(qiáng)度，用洛氏硬度儀測量洛式硬度，用煮沸法測量吸水率。用掃描電鏡（EM艦察其形貌和顯微結(jié)構(gòu)其結(jié)果見表1和圄1、圄2.表13Y-TZP陶瓷模具性能吸水抗折強(qiáng)抗沖擊強(qiáng)洛氏體積密度燒成溫率（）硬度度�。�*：R1加入少量納米粉3Y-TZP陶瓷，2為未加納米粉的3Y-TZP陶瓷4分析與討論4.1 21：02相變增Zr2陶瓷，特別是3Y-TZP陶瓷的強(qiáng)度局、硬度大，是與3YZr2陶瓷體中存在相變韌機(jī)制和微裂紋韌機(jī)制密切相關(guān)的。對于Zr2都存在著下列的晶相轉(zhuǎn)變：Zr2的韌是通過四方相轉(zhuǎn)變成單斜相來實(shí)現(xiàn)的，對于給定穩(wěn)定劑組成的3YTZP陶瓷體，決定其相變韌的主要因素是Zr2顆粒尺寸1般隨著Zr2粒度的減小，相變溫度降低。只有當(dāng)顆粒足夠小時，四方相3YTZP才可以保存到室溫或室溫以下，這時3YTZP陶體中儲存著相變彈性壓變能才能產(chǎn)生相變韌。這里存在一個Zr2臨界粒徑DR，只有當(dāng)Zr2晶粒小于DR時才可能產(chǎn)生Zr2相變韌作用。

　　4.2Zr02顆粒粒徑對3Y-TZP陶瓷的影響從上述Zr2韌的機(jī)理可以知道，只有當(dāng)Zr2顆粒粒徑小于其臨界粒子粒徑Dr時才可以產(chǎn)生相變韌。據(jù)報道，對3YTZP其臨界粒徑在0.1~0.3mm，從圄1可以看出，r2晶徑尺寸很細(xì)小，接近其臨界尺寸發(fā)生了馬氏體相變產(chǎn)生了相變韌其強(qiáng)度和硬度都比較高，而圄2的Zr2晶體尺寸較粗相變韌較弱故強(qiáng)度和硬度都較低。

　　4.33Y-TZP納米粉對TZP陶瓷模具性能的影響從表1可以知道，加入少量的3Y TZP納米粉對改善3YTZP陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和提高其強(qiáng)度和硬度起著很重要的作用這是由于：（U3Y-TZP納米粉末顆料很細(xì)小，遠(yuǎn)小于其發(fā)生馬氏相變的臨界粒徑，加強(qiáng)了TZP陶瓷的相變強(qiáng)；（FZP納米粉具有巨大的表面積，產(chǎn)生了很大的燒結(jié)驅(qū)動力降低TZP陶瓷的燒成溫度。加入少量的納米粉，可以把TZP燒成溫度從1540！降到1460�。阂蚨�也阻止了TZP陶瓷體中Zr2晶粒異常長大提高了TZP陶瓷強(qiáng)度和韌性；（）由于納米粉具非常細(xì)小晶粒，晶界很多，它與基體復(fù)合均勻彌散在基本Zr2的晶界與晶體內(nèi)，大大地改變了TZP的顯微結(jié)構(gòu)的缺陷顯著地提高了強(qiáng)度和硬度。

　　4.4冷加工工藝對TZP陶瓷模具性能的影響冷加工工藝對TZP陶瓷模具性能的影響很大。如果磨料較粗，研磨速度太快，在TZP陶瓷模表面產(chǎn)生很多擦痕和損傷，嚴(yán)重影響TZP陶瓷模具的強(qiáng)度和韌性。因此必須選擇較細(xì)金剛石砂輪，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)刀速度。最后對TZP陶瓷模表面進(jìn)行拋光，清除在此過程中產(chǎn)生的表面缺陷。

　　在磨削過程中，ZP陶瓷模具表面產(chǎn)生較高的溫度，而TZP導(dǎo)熱系數(shù)低，很難迅速散熱，因而TZP模具表面結(jié)構(gòu)因高溫而受到損傷，我們采用特殊的冷卻液，能迅速散發(fā)熱量，保證了納米復(fù)合TZP模具的性能。

　　5結(jié)論）用少量的3YTZP納米粉復(fù)合3YTZP微粉，可以制備出高性能的復(fù)合TZP陶瓷模具。

　　TZP納米粉通過加強(qiáng)ZrO！相變強(qiáng)和納米強(qiáng)，能顯著提高TZP陶瓷模具強(qiáng)度、硬度，并把燒成溫度從1降至M.！。

　　（3）選擇適當(dāng)?shù)睦浼庸すに�，能有效地保證納米復(fù)合TZP模具的性能。