[發明專利]一種TiB2

在審

• 申請號: 202011114714.7
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112430761A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 周后明;達麗梅;張高峰;周金虎;陳滋鑫;劉剛;尹杰;朱宇旭
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;C22C29/14;B22F3/10;B22F3/14;B22F9/04
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種TiB₂/Ti(C,N)/Al₂O₃陶瓷刀具材料的制備方法，將Ti(C,N)、Al₂O₃、燒結助劑制備成漿料，將漿料與TiB₂混合均勻，干燥獲得復合陶瓷粉體預壓成坯體，將坯體真空熱壓燒結成二硼化鈦基陶瓷刀具材料；真空熱壓燒結過程為：爐內的真空度低于0.01MPa，燒結前的初始壓力設置為10MPa，保溫階段再將壓力提高至25MPa,保溫完成卸壓，升溫速度為45℃/min從室溫達到1600℃，保溫60min，隨后隨爐冷卻降溫。本發明提供了所述陶瓷刀具的制備方法。本發明制備的陶瓷刀具與傳統陶瓷刀具相比具有優良綜合力學性能，能夠滿足市場對陶瓷刀具日益提高的性能要求，且有利于進一步拓展陶瓷刀具的應用范圍。

技術領域

本發明涉及陶瓷領域，具體是一種TiB₂/Ti(C,N)/Al₂O₃陶瓷刀具材料的制備方法。

背景技術

高速切削作為先進制造技術中關鍵的一環，在模具，汽車，航空制造等當代各個領域中可以說都占有重要地位，特別是高速切削鎳基高溫合金時對刀具的性能要求較高，開發陶瓷刀具不僅對高速切削加工的發展具有重要影響，而且能有效節省資源，降低費用，有利于實現資源的可持續發展。

由于二硼化鈦具有較好的化學穩定性、耐磨性以及耐腐蝕性，滿足制造高耐磨性和耐熱性組件的需求，且在空氣中高速切削時，鈦元素、硼元素會與氧元素形成潤滑膜，可以有效減少摩擦力。由于二硼化鈦的斷裂韌性和抗彎強度較低，選擇將碳氮化鈦引入到二硼化鈦基陶瓷材料中，可以在發揮自身優良性能的同時，提高基體材料的斷裂韌性，改善陶瓷刀具高速切削時的塑韌性問題，燒結出來的二硼化鈦陶瓷刀具材料具有良好的力學性能，符合高速切削鎳基高溫合金對刀具的要求，有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二硼化鈦基復合陶瓷刀具材料及其制備方法，以此改善高速切削鎳基高溫合金時陶瓷刀具的塑韌性問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:

一種二硼化鈦基復合陶瓷刀具，所述二硼化鈦基復合陶瓷刀具由如下材料的組分質量配比制備得到：二硼化鈦(TiB₂):53-61％，碳氮化鈦(Ti (C,N)):8-31％,氧化鋁(Al₂O₃):0-23％，鎳(Ni):5-10％，鉬(Mo)：3-6％。

在本發明中以采用TiB₂為基體材料，Ti(C,N)和Al₂O₃為增強相，選擇 Ni、Mo作為粘結相。

本發明同時保護上述金屬間化合物復合陶瓷刀具的制備工藝，所述方法包括如下步驟：

(1)根據質量配比把粉末配好后以無水乙醇為球磨媒介，在球磨機中球磨，球磨罐以及磨球材料均為不銹鋼。

(2)將球磨后的流動漿料倒在玻璃器皿內，放入DZ-1BCⅡ真空干燥箱中加熱干燥。

(3)干燥完冷卻至室溫后過150目篩。

(4)將混合均勻的粉末鋪填到金屬模具內套里。

(5)生坯預壓采用的壓力機為769YP-30T粉末壓片機，為保證生坯的完整性采用倒著取模的方式，從上至下依次為上壓頭-石墨墊片-生坯-石墨墊片- 下壓頭，將制作好的生坯裝入石墨模具中進行燒結。

所述步驟(1)中，在球磨機中球磨48小時，球料比為8:1，球磨機設置轉速為275r/min，每30分鐘自動改變一次正反轉方向，中間停轉5分鐘。