1前言沖模作為自動旋轉式壓片機的重要易耗部件，廣泛應用于工業的各領域，市場需求量大。目前國內沖模均用優質鋼材制備。因沖模使用時速快，中擊力大磨損極快更換調整模具工作量大，時間長導致工作效率低，企業對優質耐磨沖磨具需求十分迫切。研制高強度、高耐磨的沖模對于提高生產效率、節省成本有著重要的意義。

　　TZP（3穩定的四方氧化鋯多晶體眉所有多晶體陶瓷中強度和韌性最高的陶瓷具有高硬度、高耐磨，抗沖擊強度高是制作優質沖模的理想材料。經過優化模具設計，篩選配方組成，成功地研制出優質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模具的設計TZP陶瓷原材料和冷加工費用較高，制作全陶瓷模具成本太高。為了節省成本提高其價格性能比根據沖模工作特點和受力狀態，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。然后將兩部分粘結從而得到既耐磨、耐沖擊，價格又合理的優質模具。

　　2.2原材料及其配方制備3YTZP微粉深訓南玻公司生產，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，用3YTZP球石作為球磨介質在行星磨快速球磨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）！烘干！等靜壓成型（250PMA）！燒成（480！，保溫2小時）！粗磨！粘結！精磨！清洗！檢驗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，用三點彎曲法測量抗折強度，用陶瓷材料沖擊儀CJB-1005，按GB/T-1993-94方法測試其沖擊強度，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構其結果見表1和圄1、圄2.表13Y-TZP陶瓷模具性能吸水抗折強抗沖擊強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陶瓷的強度局、硬度大，是與3YZr2陶瓷體中存在相變韌機制和微裂紋韌機制密切相關的。對于Zr2都存在著下列的晶相轉變：Zr2的韌是通過四方相轉變成單斜相來實現的，對于給定穩定劑組成的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生相變韌。這里存在一個Zr2臨界粒徑DR，只有當Zr2晶粒小于DR時才可能產生Zr2相變韌作用。

　　4.2Zr02顆粒粒徑對3Y-TZP陶瓷的影響從上述Zr2韌的機理可以知道，只有當Zr2顆粒粒徑小于其臨界粒子粒徑Dr時才可以產生相變韌。據報道，對3YTZP其臨界粒徑在0.1~0.3mm，從圄1可以看出，r2晶徑尺寸很細小，接近其臨界尺寸發生了馬氏體相變產生了相變韌其強度和硬度都比較高，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陶瓷顯微結構和提高其強度和硬度起著很重要的作用這是由于：（U3Y-TZP納米粉末顆料很細小，遠小于其發生馬氏相變的臨界粒徑，加強了TZP陶瓷的相變強；（FZP納米粉具有巨大的表面積，產生了很大的燒結驅動力降低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！：因而也阻止了TZP陶瓷體中Zr2晶粒異常長大提高了TZP陶瓷強度和韌性；（）由于納米粉具非常細小晶粒，晶界很多，它與基體復合均勻彌散在基本Zr2的晶界與晶體內，大大地改變了TZP的顯微結構的缺陷顯著地提高了強度和硬度。

　　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陶瓷模表面產生很多擦痕和損傷，嚴重影響TZP陶瓷模具的強度和韌性。因此必須選擇較細金剛石砂輪，選擇適當的進刀速度。最后對TZP陶瓷模表面進行拋光，清除在此過程中產生的表面缺陷。

　　在磨削過程中，ZP陶瓷模具表面產生較高的溫度，而TZP導熱系數低，很難迅速散熱，因而TZP模具表面結構因高溫而受到損傷，我們采用特殊的冷卻液，能迅速散發熱量，保證了納米復合TZP模具的性能。

　　5結論）用少量的3YTZP納米粉復合3YTZP微粉，可以制備出高性能的復合TZP陶瓷模具。

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

　　（3）選擇適當的冷加工工藝，能有效地保證納米復合TZP模具的性能。