[發明專利]氧化鋯基納米陶瓷工模具材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710114179.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106747433B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 何東;張天宇;宋曉超;張天舒
• 申請（專利權）人: 安徽拓吉泰新型陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/645
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 周超

本發明提出了一種氧化鋯基納米陶瓷工模具材料及其制備方法，以釔穩定的納米氧化鋯為基體，添加微米氧化鋁作為增強相，以微米鉬、微米羰基鎳和氧化石墨烯作為燒結助劑，經熱壓燒結而成制備方法是先將納米氧化鋯、微米微米氧化鋁粉末分別分散，再經過球磨、干燥制得粉料，采用熱壓法燒結。該陶瓷工模具具有更好的綜合力學性能，具有很高的硬度、耐磨性以及導熱性能，可用于制作擠壓模、拉拔模以及切削刀具等陶瓷工模具以及其他耐磨耐腐蝕零部件。

技術領域

本發明屬于陶瓷工模具材料技術領域，具體涉及一種氧化鋯基納米陶瓷工模具材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷刀具具有高的硬度和耐磨性，在高速切削和干切削時表現出優異的切削性能，是一類極具 發展前途的刀具材料。但是，目前應用的陶瓷刀具材料大多局限于微米復合陶瓷，材料的力學性能 尤其是強度、韌性仍有待于進一步提高。根據Hall-petch關系：晶粒尺寸越小，陶瓷材料的強度越 高。因此，納米改性、納米微米復合陶瓷刀具材料的研究與開發將是今后刀具材料發展的主要方向 之一。目前已經研究的納米復合陶瓷刀具材料主要包括Si₃N₄/TiNn、Si₃N₄/TiCn、Si₃N₄-Al₂O₃n-TiC-Y₂O₃、Al₂O₃/TiC/SiCn、Al₂O₃/TiCn、Al₂O₃/Al₂O₃n/SiCn、Al₂O₃/Ti(C_0.7N_0.3)n/SiCn、Al₂O₃/SiC/SiCn、Al₂O₃/TiC/TiNn等，均具有比微米復合陶瓷刀具材料更好的力學性能和切削性能。

另一方面，陶瓷材料的熱穩定性和耐磨性極佳，是制造成形模具的理想材料，很具有發展前景，但其韌性很差，因此還沒有在模具工業方面得到廣泛應用。從國內外現狀來看，陶瓷模具的研究尚處于研究開發階段，應用于模具工業的陶瓷材料的種類很少、能應用的模具領域很窄，這方面的報道也極少。目前，陶瓷材料在各類模具中的應用研究大多局限于微米復合陶瓷材料，如ZrO₂增韌Al₂O₃基復合陶瓷ZTA拉絲模、TZP/TiC/ Al₂O₃、Al₂O₃/TiC復合陶瓷拉絲模、(Ce-TZP)- Al₂O₃熱擠壓模具、 3Y-TZP- Al₂O₃陶瓷拉拔模、PSZ陶瓷熱擠壓模、Al₂O₃/Cr₃C₂/(W，Ti)C等。納米復合陶瓷在模具材料應用方面的研究雖然較少，如復合TZP陶瓷模具、Al₂O₃/Ti(C，N)等，但也取得了良好的效果。

從已有的研究可以看出，陶瓷模具材料還是存在成本較高，韌性不夠、脆性大、硬度參差不齊、散熱性差、自潤滑性不好等問題，需要解決。

發明內容

為了克服現有技術不足之處，本發明提出一種氧化鋯基納米陶瓷工模具材料，該陶瓷工模具具有更好的綜合力學性能，具有很高的硬度、耐磨性以及導熱性能，可用于制作擠壓模、拉拔模以及切削刀具等陶瓷工模具以及其他耐磨而腐零部件。

本發明的技術方案是這樣實現的：