[發明專利]表面具有殘余壓應力的多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210332875.2
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102815929A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 許崇海;吳光永;肖光春;方斌
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

1.一種多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料，是以α-Al₂O₃為基體，添加(W，Ti)C作為增強相，以氟化鈣（CaF₂）為固體潤滑劑，以氧化鎂（MgO）和氧化鎳（NiO）作為燒結助劑，經分層鋪填、熱壓燒結而成；其特征在于：該陶瓷刀具材料具有（2K-1）層的梯度結構，其中K為整數且3≤K≤6；相對中間層對稱的層中組分及含量相同，且厚度對稱分布；按體積百分比計：氟化鈣的含量從表面層最高為8~12%降至中間層的氟化鈣含量為0；

(W，Ti)C的含量從表面層到中間層逐層降低；表面層的(W，Ti)C的含量最高，為45~60%，中間層的(W，Ti)C的含量最低，為25~35%；

α-Al₂O₃的含量從表面層到中間層逐層增加；表面層的α-Al₂O₃含量最低，為30~40%，中間層的α-Al₂O₃含量最高，為65~75%；

氧化鎂（MgO）含量從表面層到中間層各層相同，為0.5~1%；

氧化鎳（NiO）的含量從表面層到中間層各層相同，為0.5~1%；

各層的α-Al₂O₃、(W，Ti)C、氟化鈣、氧化鎂和氧化鎳百分比組成之和為100%。

2.如權利要求1所述的多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料，其特征在于，氟化鈣的含量從表面層到中間層逐層降低或有1~2層相等；當氟化鈣的含量逐層降低時相鄰兩層的氟化鈣含量體積比差額為1-5%。

3.如權利要求1所述的多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料，其特征在于，從表面層到中間層，相鄰兩層的(W，Ti)C含量體積比差額為5-10%，相鄰兩層的α-Al₂O₃含量體積比差額為5-15%。

4.如權利要求1所述的多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料，其特征在于，所述各層的氧化鎂、氧化鎳的體積比含量均為0.5%。

5.如權利要求1所述的多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料，其特征在于，多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料為7層結構，各層的組分體積百分含量及厚度為：

第1、7層，α-Al₂O₃35.6%，(W，Ti)C?53.4%，CaF₂10%，氧化鎂0.5%，氧化鎳0.5%，厚度0.39~0.4mm；

第2、6層，α-Al₂O₃46.15%，(W，Ti)C?46.15%，CaF₂6.7%，氧化鎂0.5%，氧化鎳0.5%，厚度0.57~0.58mm；

第3、5層，α-Al₂O₃57.42%，(W，Ti)C?38.28%，CaF₂3.3%，氧化鎂0.5%，氧化鎳0.5%，厚度1.03~1.04mm；

第4層，α-Al₂O₃69.3%，(W，Ti)C?29.7%，氧化鎂0.5%，氧化鎳0.5%，厚度2.00mm。