[發(fā)明專利]一種高韌性切削刀具用陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410580974.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104402420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席少非
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥市東廬機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/185
• 分類號(hào): C04B35/185;C04B35/622
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷刀具材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性切削刀具用陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

????隨著高新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械加工業(yè)對(duì)刀具材料提出了更為嚴(yán)格而苛刻的要求，現(xiàn)在需要加工硬度更高的材料、需要更高的切削效率、加工精度也要求高了，這就要求提高刀具的性能，傳統(tǒng)的高速鋼等切削材料硬度不夠，而且浪費(fèi)稀缺的鉬、鎳等資源，因此陶瓷刀具應(yīng)運(yùn)而生。陶瓷切削工具具備了高硬度、高密度、耐高溫，抗磁化、抗氧化、耐腐蝕性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、高耐磨性等特點(diǎn)，但是還是存在易碎、散熱性差、抗熱震性差、抗磨性能有限等缺點(diǎn)，需要改進(jìn)，同時(shí)需要不斷降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)最大利益，促進(jìn)科技進(jìn)步。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性切削刀具用陶瓷材料及其制備方法，該陶瓷的韌性好，易于造型，不易破碎，耐磨性好。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高韌性切削刀具用陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：丙三醇2-3、二乙二醇5-6、氮化硅20-25、Y2O3?3-5、鋰輝石18-22、鋰霞石7-9、碳酸鋰3-5、三氧化二銠0.5-0.7、ZrO2?34-37、磷酸鋅1-2、莫來(lái)石50-58、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助劑3-4；

所述耐磨助劑由下列重量份的原料制成：氮化硅1-1.4、氮化鋁1-1.4、氮化鈦1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化鋯1-2、金剛石粉1-2、氧化鉿0.3-0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh-550?1-2、氮化銀0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6-9、水7-11；制備方法為：將乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入水中，攪拌均勻，再加入氧化鋯、碳化硅，加熱至70-80℃，攪拌反應(yīng)20-30分鐘，再加入其他剩余成分，攪拌10-20分鐘，超聲分散6-8分鐘，過(guò)濾，烘干，粉碎，過(guò)40目篩，在氮?dú)夥諊拢?380-1440℃下煅燒30-40分鐘，粉碎，過(guò)40目篩，即得。

所述高韌性切削刀具用陶瓷材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將鋰輝石、鋰霞石、ZrO2、莫來(lái)石混合，球磨，過(guò)325目篩，得到顆粒；

（2）將氮化硅、Y2O3、碳酸鋰、三氧化二銠混合，球磨，過(guò)300目篩，得到顆粒；

（3）將丙三醇、二乙二醇與前兩步得到的顆粒混合，加入20-25%重量份的去離子水、7-10%重量份的乙醇，混合成泥狀，送入球磨機(jī)中球磨2-3個(gè)小時(shí)，干燥，送入煅燒爐中，在800-900℃下煅燒1-2小時(shí)，取出粉碎，過(guò)300目篩，得到顆粒；

（4）將第（3）步得到的顆粒與其他剩余成分混合，加入3-4倍重量份的去離子水、聚乙二醇，球磨2-3小時(shí)，在110-120℃下烘干，過(guò)40目篩，在1580-1640℃下熱壓，熱壓壓力為20-30MPa，熱壓時(shí)間為50-60分鐘，即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的陶瓷添加了三氧化二銠，增加了陶瓷的韌性，易于造型，不易破碎；通過(guò)添加磷酸鋅、莫來(lái)石，增加了陶瓷的耐磨性，適用于制作切削工具，成本低；通過(guò)使用本發(fā)明的耐磨助劑，能夠增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐熱性。

具體實(shí)施方式

一種高韌性切削刀具用陶瓷材料，由下列重量份(公斤)的原料制成：丙三醇2.5、二乙二醇5.5、氮化硅23、Y2O3?4、鋰輝石20、鋰霞石8、碳酸鋰4、三氧化二銠0.6、ZrO2?35、磷酸鋅1.5、莫來(lái)石55、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.8、耐磨助劑3.5；

所述耐磨助劑由下列重量份（公斤）的原料制成：氮化硅1.2、氮化鋁1.2、氮化鈦1.2、氮化碳0.6、氧化鋯1.5、金剛石粉1.5、氧化鉿0.3、硅烷偶聯(lián)劑kh-550?1.5、氮化銀0.8、碳化硅1.5、聚丙烯酸酯0.5、乙醇7、水9；制備方法為：將乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入水中，攪拌均勻，再加入氧化鋯、碳化硅，加熱至75℃，攪拌反應(yīng)25分鐘，再加入其他剩余成分，攪拌15鐘，超聲分散7分鐘，過(guò)濾，烘干，粉碎，過(guò)40目篩，在氮?dú)夥諊拢?420℃下煅燒35分鐘，粉碎，過(guò)40目篩，即得。

所述高韌性切削刀具用陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鋰輝石、鋰霞石、ZrO2、莫來(lái)石混合，球磨，過(guò)325目篩，得到顆粒；

（2）將氮化硅、Y2O3、碳酸鋰、三氧化二銠混合，球磨，過(guò)300目篩，得到顆粒；