一種高硬度陶瓷刀具材料及其制備方法
【專利摘要】一種高硬度陶瓷刀具材料，由下列重量份的原料制成：納米氧化鋯83-89、B2O34-7、Nd2O31-1.4、氟化鈉1-2、SrO1-1.4、氧化鎂3-5、氧化鈣2-3、氧化鈦1-1.5、硬脂酸鎂0.3-0.4、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇適量、耐磨助劑3-4；本發(fā)明的陶瓷具有極高的硬度和耐磨性，能夠切割高硬度的金屬材料，潤(rùn)滑性好，不易沾污，切割件表面光滑；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。
【專利說(shuō)明】一種高硬度陶瓷刀具材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷切削刀具材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高硬度陶瓷刀具材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]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)，是高速鋼等傳統(tǒng)切削工具良好的替代品，解決了鑰、鎳等資源稀缺的問(wèn)題。但是目前陶瓷切削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(rùn)滑性不好等問(wèn)題，需要解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度陶瓷刀具材料及其制備方法，該陶瓷具有極高的硬度和耐磨性，能夠切割高硬度的金屬材料，潤(rùn)滑性好，不易沾污，切割件表面光滑。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高硬度陶瓷刀具材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:納米氧化鋯83-89、B203 4-7、Nd203 1-1.4、氟化鈉 1-2、SrOl-L 4、氧化鎂 3-5、氧化鈣 2-3、氧化鈦 1-1.5、硬脂酸鎂0.3-0.4、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇適量、耐磨助劑
3-4；
所述耐磨助劑由下列重量份的原料制成:納米石墨0.3-0.5、磷酸鋯1-1.3、納米氧化錯(cuò)1-1.3、氧化|丐0.4-0.5、氫氧化鎂0.4-0.6、磷酸1_2、二硫化鑰1_2、氧化招2_3、高嶺土0.4-0.8、丙烯酸酯1-2、過(guò)硫酸銨0.2-0.3、納米碳0.7-0.9、水10-12、聚乙二醇0.4-0.6 ；制備方法為:將丙烯酸酯、聚乙二醇加入水中，攪拌均勻，再加入氧化鈣、氫氧化鎂、磷酸、氧化鋁、高嶺土、過(guò)硫酸銨，加熱至70-80°C，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 V下煅燒30-40分鐘，粉碎，過(guò)40目篩，即得。
[0005]所述高硬度陶瓷刀具材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將B203、Nd203、SrO、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦混合，球磨，過(guò)250目篩，得到顆粒；
(2)將納米氧化鋯、氧化鎂、氟化鈉、硬脂酸鎂混合，研磨40-60分鐘，得到顆粒；
(3)將前兩步得到的顆?；旌?，加入23-28%重量份的去離子水、3-5%重量份的乙二醇，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°C下煅燒1-2小時(shí)，取出粉碎，過(guò)200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，取混合材料的3-4倍重量份的去離子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，攪拌均勻，加入混合材料，球磨2-3小時(shí)，在110-120°C下烘干，過(guò)40目篩，在1580-1640°C下熱壓，熱壓壓力為20_30MPa，熱壓時(shí)間為50-60分鐘，SP得。
[0006]本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的陶瓷具有極高的硬度和耐磨性，能夠切割高硬度的金屬材料，潤(rùn)滑性好，不易沾污，切割件表面光滑；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】
[0007]一種高硬度陶瓷刀具材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:納米氧化鋯87、B2036、Nd203 1.2、氟化鈉1.5、Sr01.2、氧化鎂4、氧化隹丐2.5、氧化鈦1.3、硬脂酸鎂0.4、去離子水適量、聚丙烯酸1.2、聚乙二醇1、乙二醇適量、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:納米石墨0.4、磷酸鋯1.2、納米氧化鋯1.2、氧化鈣0.5、氫氧化鎂0.5、磷酸1.5、二硫化鑰1.5、氧化鋁2.5、高嶺土 0.6、丙烯酸酯1.5、過(guò)硫酸銨0.2、納米碳0.8、水11、聚乙二醇0.5 ;制備方法為:將丙烯酸酯、聚乙二醇加入水中，攪拌均勻，再加入氧化鈣、氫氧化鎂、磷酸、氧化鋁、高嶺土、過(guò)硫酸銨，加熱至750C，攪拌反應(yīng)25分鐘，再加入其他剩余成分，攪拌15分鐘，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?400°C下煅燒35分鐘，粉碎，過(guò)40目篩，即得。
[0008]所述高硬度陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將B203、Nd203、SrO、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦混合，球磨，過(guò)250目篩，得到顆粒；
(2)將納米氧化鋯、氧化鎂、氟化鈉、硬脂酸鎂混合，研磨45分鐘，得到顆粒；
(3)將前兩步得到的顆?；旌?，加入25%重量份的去離子水、4%重量份的乙二醇，混合成泥狀，送入球磨機(jī)中球磨2.5個(gè)小時(shí)，干燥，送入煅燒爐中，在850°C下煅燒1.5小時(shí)，取出粉碎，過(guò)200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，取混合材料的3.5倍重量份的去離子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，攪拌均勻，加入混合材料，球磨2.5小時(shí)，在1151:下烘干，過(guò)40目篩，在1610°C下熱壓，熱壓壓力為25MPa，熱壓時(shí)間為55分鐘，即得。
[0009]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
該實(shí)施例陶瓷的維氏硬度為97GPa，抗彎強(qiáng)度為1098MPa，斷裂韌性為14MPa.m1/2。
【權(quán)利要求】
1.一種高硬度陶瓷刀具材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:納米氧化鋯83-89、B203 4-7、Nd203 1-1.4、氟化鈉 1-2、SrOl-L 4、氧化鎂 3-5、氧化鈣 2-3、氧化鈦1-1.5、硬脂酸鎂0.3-0.4、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇適量、耐磨助劑3-4 ； 所述耐磨助劑由下列重量份的原料制成:納米石墨0.3-0.5、磷酸鋯1-1.3、納米氧化錯(cuò)1-1.3、氧化|丐0.4-0.5、氫氧化鎂0.4-0.6、磷酸1_2、二硫化鑰1_2、氧化招2_3、高嶺土0.4-0.8、丙烯酸酯1-2、過(guò)硫酸銨0.2-0.3、納米碳0.7-0.9、水10-12、聚乙二醇0.4-0.6 ；制備方法為:將丙烯酸酯、聚乙二醇加入水中，攪拌均勻，再加入氧化鈣、氫氧化鎂、磷酸、氧化鋁、高嶺土、過(guò)硫酸銨，加熱至70-80°C，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 V下煅燒30-40分鐘，粉碎，過(guò)40目篩，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高硬度陶瓷刀具材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將B203、Nd203、SrO、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦混合，球磨，過(guò)250目篩，得到顆粒； (2)將納米氧化鋯、氧化鎂、氟化鈉、硬脂酸鎂混合，研磨40-60分鐘，得到顆粒； (3)將前兩步得到的顆?；旌?，加入23-28%重量份的去離子水、3-5%重量份的乙二醇，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°C下煅燒1-2小時(shí)，取出粉碎，過(guò)200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，取混合材料的3-4倍重量份的去離子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，攪拌均勻，加入混合材料，球磨2-3小時(shí)，在110-120°C下烘干，過(guò)40目篩，在1580-1640°C下熱壓，熱壓壓力為20_30MPa，熱壓時(shí)間為50-60分鐘，即得。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104355615SQ201410580877
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】席少非 申請(qǐng)人:合肥市東廬機(jī)械制造有限公司