[發明專利]一種添加納米立方氮化硼的金屬陶瓷刀具材料制備方法

在審

• 申請號: 202010577119.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111842906A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 方斌;李德芃;袁中行
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F3/14;B22F9/04;C22C26/00;C22C29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于是由以下體積百分比原料經過熱壓燒結而成：2~8%的鈷，2~8%的鎳，2~8%的鉬，0~20%的納米立方氮化硼，其余為(W,Ti,Ta)C。

2.如權利要求1所述的一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于所述的鈷平均粒徑為5~10μm，鎳平均粒徑為5~10μm，鉬平均粒徑為5~10μm，立方氮化硼平均粒徑為100~200nm，(W,Ti,Ta)C平均粒徑為5~10μm。

3.一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于按以下方法制備(W,Ti,Ta)C復合金屬陶瓷基體：

首先將加入適量聚乙二醇的無水乙醇進行機械攪拌并超聲分散20~40min，然后加入(W,Ti,Ta)C繼續機械攪拌并超聲分散20~40min，由此制得(W,Ti,Ta)C懸浮液，以適量的無水乙醇為分散介質并且按體積百分比稱取鈷、鎳、鉬，進行混合攪拌并且機械攪拌并超聲分散20~40min，將其與(W,Ti,Ta)C懸浮液混合并且震蕩攪拌20~40min，得到(W,Ti,Ta)C混合溶液，備用。

4.一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于按以下方法分散c-BN：

首先稱取納米c-BN添加到無水乙醇溶液中，機械攪拌并超聲分散20~40min；稱取十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇添加到無水乙醇中，在70~80℃恒溫環境下機械攪拌并超聲分散20~40min；將上述制備的兩種溶液倒入同一個燒杯中，然后機械攪拌并超聲分散20~40min；然后在70~80℃恒溫環境中機械攪拌并超聲分散反應50~60min，冷卻到室溫后進行離心分離，并用水醇溶液清洗2~3次便制備獲得了納米c-BN膠體；將無水乙醇加入到納米c-BN膠體中進行機械攪拌并超聲分散20~40min，隨即獲得分散均勻的納米c-BN溶液。

5.如權利要求4所述的一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于水醇溶液為蒸餾水與無水乙醇體積之比為1~1.5:3~5的混合溶液。

6.權利要求1~5所述的一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料的制備方法，包括步驟：

a .將適量的聚乙二醇加入到無水乙醇中，然后進行機械攪拌并超聲分散20~40min，然后加入(W,Ti,Ta)C繼續機械攪拌并超聲分散1~2h即可制得(W,Ti,Ta)C懸浮液，以適量的無水乙醇為分散介質并按比例稱取鈷、鎳、鉬，進行混合后機械攪拌并超聲分散20~40min，然后再將其與(W,Ti,Ta)C懸浮液混合后進行震蕩攪拌20~40min，得到混合溶液，備用；

b .稱取納米c-BN添加到無水乙醇溶液中，機械攪拌并超聲分散20~40min；稱取十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇添加到無水乙醇中，在70~80℃恒溫環境下機械攪拌并超聲分散20~40min；將上述制備的兩種溶液倒入同一個燒杯中，然后機械攪拌并超聲分散20~40min；然后將混合溶液在70~80℃恒溫環境中機械攪拌并超聲分散反應50~60min，冷卻到室溫后進行離心分離，并用水醇清洗2~3次便制備獲得了納米c-BN膠體；

c.將步驟b中的納米c-BN膠體加入適量的無水乙醇進行機械攪拌并超聲分散20~40min，隨即獲得分散均勻的納米c-BN溶液1；將步驟a所得的混合溶液與納米c-BN溶液1進行混合經機械攪拌并超聲分散20~40min，然后倒入加入球磨球的球磨罐中，充入氮氣作為保護氣體后球磨40~50h，得到球磨后混合物；

d.取出步驟c中混料后置于干燥箱中，在100~110℃條件下真空干燥24~36h后將粉體過篩，得到所需要的；

e.將步驟d所得干燥的裝入到材質為石墨的模具中進行熱壓燒結，經過熱壓燒結后得到一種(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料。

7.如權利要求6所述的一種添加納米立方氮化硼的(W,Ti,Ta)C基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于步驟c中球料質量比(10~20):1，球磨球為硬質合金材質。