[發明專利]一種陶瓷模具及其制備方法

在審

• 申請號: 202011064928.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112341203A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 嘉興市軒禾園藝技術有限公司
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/28;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/645;B22C9/02;B22C1/02
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 葉帥東

本發明公開了一種陶瓷模具及其制備方法，其步驟包括：將Ni_xM_1?xFe₂O₄粉、ZrB₂粉、Na_0.44MnO₂粉、氧化鍺粉與無水乙醇混合，球磨，干燥，得到混合粉料；對模具進行預處理；將混合粉料置于預處理后的模具內，進行熱壓燒結；其中，0.4≤x≤0.8，M為Co、Ba或Zn中的一種；上述Ni_xM_1?xFe₂O₄的制備方法為：將油酸和含油酸鐵、油酸鎳與M的油酸化合物的混合物，加入庚烷溶液中，攪拌均勻后加入反應釜中，將反應釜置于烘箱中處理，冷卻，離心分離，清洗。該陶瓷模具強度與硬度高，具有優異的耐磨性、耐化學腐蝕性、抗熱震性，同時具有較好的韌性。

技術領域

本發明屬于陶瓷模具技術領域，具體涉及一種陶瓷模具及其制備方法。

背景技術

模具制造技術是現代加工行業的重要技術之一，是世界各工業強國重點發展的技術之一。模具制造中熱擠壓模具工作的條件非常惡劣，如模具在使用過程中，模具不僅要承受高的壓力，同時，模具內流動的金屬與模具表面的劇烈摩擦會導致模具溫度的升高，經常發生粘模、焊合和氧化等現象，而在熱擠壓時，模具材料因工作溫度較高其軟化現象加劇。因此在應力、熱疲勞和磨損的作用下，模具的耐磨性明顯下降，嚴重時甚至發生斷裂使模具失效，這些因素將極大降低其使用壽命，所生產的產品質量下降，嚴重制約著相關工業生產。為提高模具的使用壽命，模具材料應具有高硬度和高耐磨性，而一般金屬材料顯然很難滿足這一要求。因而，研究和開發新型的模具材料，對于提高加工制造業中熱擠壓模具的使用時間具有極其重要的意義。

應用于熱作模具的材料主要分為模具鋼和硬質合金。模具鋼雖然強度很高，但是較低的硬度與較差的耐磨性縮短了其使用壽命。隨后發展的硬質合金模具材料在綜合力學性能及高耐磨性方面優于模具鋼，使用壽命大大提高，其在模具領域得到廣泛使用。但生產力的發展要求模具應具備更好的高溫強度和耐磨性，硬質合金材料已很難適應實際生產的需求。金屬陶瓷材料與硬質合金相比，具有更高的高溫強度、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化能力強，在模具工業發展前景廣闊。

在氧化物陶瓷模具材料方面，趙詩奎等通過熱壓燒結法制備了Al₂O₃基復合陶瓷模具材料，其抗彎強度為824MPa，斷裂韌性達10.7MPa·m^1/2，硬度為11.67GPa。目前，材料科學研究者對于微米復合陶瓷模具材料的研究較多，相關強韌機理也研究的較為深入，但較差的韌性使得材料的高硬度、高抗熱震性等優良性能不能充分發揮，限制了其應用；今后的研究應著重于模具結構的優化設計、材料的增韌補強及表面改性等方面，從而提高材料綜合性能、擴展陶瓷模具材料的使用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種強度與硬度高，具有優異的耐磨性、耐化學腐蝕性、抗熱震性，同時具有較好的韌性等綜合性能良好的陶瓷模具。

本發明為實現上述目的所采取的技術方案為：

一種陶瓷模具的制備方法，其步驟包括：

將Ni_xM_1-xFe₂O₄粉、ZrB₂粉、Na_0.44MnO₂粉、氧化鍺粉與無水乙醇混合，球磨，干燥，得到混合粉料；

對模具進行預處理；

將混合粉料置于預處理后的模具內，進行熱壓燒結；

其中，0.4≤x≤0.8，M為Co、Ba或Zn中的一種。