樹(shù)脂基體固化度

要獲得性能良好的涂層梯度硬質(zhì)合金產(chǎn)品，涂層基體的制備是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。涂層必須與合適的基體結(jié)合才能達(dá)到預(yù)期的性能。具有梯度結(jié)構(gòu)的表面富鈷合金基體則使涂層切削刃強(qiáng)度更高，提高了涂層抗裂紋擴(kuò)展能力，提高了基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度以及刀具的抗彎強(qiáng)度。硬質(zhì)合金刀片劃痕強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)表明:基體成分相同情況下，梯度結(jié)構(gòu)涂層刀片的基體與涂層結(jié)合強(qiáng)度比無(wú)梯度結(jié)構(gòu)涂層刀片的基體與涂層結(jié)合強(qiáng)度大。硬質(zhì)合金刀片的切削實(shí)驗(yàn)也表明:基體和涂層成分相同的情況下，有梯度結(jié)構(gòu)涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能比無(wú)梯度結(jié)構(gòu)涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能優(yōu)良。

梯度硬質(zhì)合金基體可通過(guò)分段燒結(jié)工藝制備。第一階段預(yù)燒結(jié)，將試樣在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫(升溫速度為5℃/min)，升溫到400℃時(shí)保溫1h脫蠟;溫度到1380℃時(shí)，保溫1h使合金致密化后，冷卻至室溫。第二階段梯度燒結(jié)，在真空狀態(tài)下，將預(yù)燒結(jié)后試樣由室溫升至燒結(jié)溫度并保溫2h后隨爐冷卻至室溫。

含氮硬質(zhì)合金梯度燒結(jié)是在真空氣氛中進(jìn)行的，合金內(nèi)部的氮活度大于表面氮活度，內(nèi)部的氮原子向表面進(jìn)行擴(kuò)散。而N原子與Ti原子之間存在很強(qiáng)的熱力學(xué)耦合，所以，在液相燒結(jié)溫度下，合金內(nèi)部氮原子通過(guò)液相粘結(jié)劑向表面擴(kuò)散的同時(shí)，表面的Ti原子也通過(guò)液相粘結(jié)劑向內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)散將會(huì)導(dǎo)致合金表面的TiC、TiN、(Ti，W)(C，N)等立方相碳化物、氮化物以及碳氮化物發(fā)生分解。向合金內(nèi)部擴(kuò)散的金屬原子與內(nèi)部的碳，氮等原子發(fā)生反應(yīng)生成一些硬質(zhì)相碳化物、氮化物以及碳氮化物。由于金屬原子向合金內(nèi)部擴(kuò)散導(dǎo)致在合金的表層形成體積空位，從而，液相粘結(jié)劑流向合金的表層，在合金的表層形成具有梯度結(jié)構(gòu)的表層韌性區(qū)域，這樣制備出梯度硬質(zhì)合金基體。

呋喃樹(shù)脂的固化過(guò)程十分復(fù)雜。目前認(rèn)為，呋喃樹(shù)脂的固化是由于呋喃環(huán)中的共軛雙鍵打開(kāi)而交聯(lián)形成體型結(jié)構(gòu)所致。此外，呋喃樹(shù)脂的側(cè)鏈中的其它活性基團(tuán)在固化過(guò)程中可能也參與交聯(lián)反應(yīng)。

實(shí)際上，呋喃樹(shù)脂的固化劑都是酸性物質(zhì)。一般酚醛樹(shù)脂的固化劑也可作呋喃樹(shù)脂的固化劑，例如:苯磺酰氯、對(duì)甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和對(duì)甲苯磺酸等。與酚醛樹(shù)脂不同的是呋喃樹(shù)脂對(duì)固化劑的酸度要求更高，例如呋喃樹(shù)脂適用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:無(wú)水乙醇=2:1。上述化合物作為呋喃樹(shù)脂的固化劑的一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)是樹(shù)脂與固化劑反應(yīng)的放熱量大，配制后的適用期短，操作不便，且固化反應(yīng)激烈，放出較多水分易形成氣泡，使固化后的制品抗?jié)B性變差、脆性增大，因此要采用玻璃纖維增強(qiáng)就有困難。

目前，已開(kāi)發(fā)了新型的呋喃樹(shù)脂固化劑，基本上解決了上述問(wèn)題。這不但使呋喃樹(shù)脂能與環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂一樣?？捎脕?lái)制作玻璃鋼，而且又改善了呋喃樹(shù)脂制品的力學(xué)性能。一般這些固化劑均和各廠生產(chǎn)的呋喃樹(shù)脂配套使用，或與填料混合在一起出售。

盡管新型固化劑改善了呋喃樹(shù)脂的固化工藝性能，但與環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂相比，呋喃樹(shù)脂的固化工藝仍是比較差的，如凝膠時(shí)間較長(zhǎng)，完全固化所需的時(shí)間更長(zhǎng)，這給要在室溫下較快速固化帶來(lái)了困難。有時(shí)，為保證制品質(zhì)量，不得不使制品在低于100°C。