[發明專利]多功能梯度復合陶瓷刀具材料的制備方法

無效

• 申請號: 200910020652.0
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101525235A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 楊發展;趙軍;宋清華;艾興
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 王緒銀

1.多功能梯度復合陶瓷刀具材料的制備方法，其特征包括以下步驟：

(1)納米復合粉體的分散：首先以聚乙二醇為分散劑，以去離子水為分散介質，配制含聚乙二醇質量分數為0.1～0.4％的水溶液；將粒度為2微米的VC粉末加入到配制的溶液中，配成0.1～0.4％wt％的懸浮液，并進行超聲分散和機械攪拌；按照同樣的方法，將粒度為1微米的TaC放入該溶液，配成含TaC質量分數為0.15wt％的懸浮液，并進行超聲分散和機械攪拌；將懸浮液的pH值調整為8.5～9.5，使懸浮液呈堿性，將納米ZrO₂和納米Al₂O₃粉末放入配制好的懸浮液中超聲攪拌分散；分散攪拌中將混合液的溫度加熱至100℃；

(2)配方及混料：按質量百分比為5～20wt％納米ZrO₂、1～8％wt納米Al₂O₃、72～94wt％微米WC、0.2～5wt％微米VC和0.1～0.3wt％微米TaC進行配料，將微米WC和納米ZrO₂及Al₂O₃與(1)配制好的VC和TaC懸浮液進行混合，在混料桶中球磨，再經過真空干燥、過篩，得到分散良好的納米復合粉料WC+ZrO₂+Al₂O₃；按質量百分比為90～94wt％微米WC和6～8wt％微米Mo進行配料，將其與(1)配制好的VC和TaC懸浮液進行混合，在混料桶中球磨48小時，再經過真空干燥、過篩，得到分散良好的硬質合金粉料WC+Mo；

(3)制備及燒結：采用高純度氮氣保護，采用分段升溫、均勻加壓的熱壓燒結工藝制備該刀具材料的結構為雙層和三層，雙層為WC基納米復合材料/硬質合金材料，三層為WC基納米復合材料/硬質合金材料/WC基納米復合材料；在室溫～1450℃燒結溫度時，升溫速度為70～80℃/分鐘，壓力均勻加至20MPa，保溫10分鐘；在1450～1600℃時，升溫速度為70～100℃/分鐘，燒結壓力增至32～35MPa；保溫階段溫度為1600℃，保溫時間25～50分鐘。

2.根據權利要求1所述的多功能梯度復合陶瓷刀具材料的制備方法，其特征是步驟(1)中配制所用聚乙二醇分子量為3000～5000，配制好的溶液與VC、TaC混合均勻后立即與納米ZrO₂和Al₂O₃粉末混合，再與步驟(2)中的WC和ZrO₂混合，并超聲分散20～30分鐘，球磨60～72小時。

3.根據權利要求1所述的多功能梯度復合陶瓷刀具材料的制備方法，其特征是步驟(3)雙層多功能梯度陶瓷刀具復合材料的組分及質量配比(％)WC+ZrO₂+Al₂O₃∶WC+Mo為(14-17)∶(20-23)。

4.根據權利要求1所述的多功能梯度復合陶瓷刀具材料的制備方法，其特征是步驟(3)三層多功能梯度陶瓷刀具復合材料組分及質量配比(％)WC+ZrO₂+Al₂O₃∶WC+Mo為(0.85-1.5)∶(4-5)∶(0.85-1.5)。