一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属陶瓷材料技术领域，具体涉及一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着高、新技术的发展，机械加工业对刀具材料提出了更为严格而苛刻的要求。例如加工硬度更高的材料、更高的切削效率、精加工和实现无人操作等，这就要求提高刀具材料的强度、韧性、耐磨和耐热冲击性等。氮化硅基陶瓷刀具材料以高纯度的Si3N4粉末为原料，添加YiA?、MgO、ZrOjP HfO 2等烧结剂或耐磨相Al 20；3或强化相SiCw等烧结而成。氮化硅基陶瓷刀具适合切削铸铁、高温合金和镍基合金等材料，尤其适用于较大进给量或断续切削。与一般Al2O3基陶瓷比较，其主要特点是具有较高的抗弯强度和断裂韧性，但由于烧结困难、硬度及耐磨性偏低，限制了这类刀具的广泛应用。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术存在的缺陷，本发明提供一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料及其制备方法。
[0004]本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是:
[0005]—种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，各组分按重量百分比包括:50?65%的Ti (C，N)、30?45%的Α1203、0.5?I %的MgO以及3?5%的Ni和Mo的混合物，其中，在Ti (C，N)中，按重量比例C:N = 7:3，在Ni和Mo的混合物中，按重量比例NiiMo =1:1。
[0006]上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，Al2O3为粒度在0.2?0.5微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0007]上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，Ti (C，N)为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0008]上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，MgO为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0009]上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，Ni为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9% ο
[0010]上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，Mo为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9% ο
[0011]—种制作上述碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料的制备方法，包括如下步骤:
[0012]I)混料:将上述的组合物按照组分比例混合，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，按重量比例，料:磨介:酒精=1:5?10:0.8?1，球磨时间48?72小时；
[0013]2)烘干:在120°C的氮气流中气吹12小时；
[0014]3)过筛:将步骤2)中烘干制得的混合物进行过滤，获取粒度为40目的混合物；
[0015]4)热压烧结:在1680-1750°C的温度和20_30MPa气压环境下烧结0.5h。
[0016]本发明的有益效果为:本发明采用C:N = 7:3的碳氮化钛原料，在该制备方法下，可将刀具的HV50提高至2050-2200，从而提高了刀具的耐磨性和使用寿命，节省加工成本，
提高加工质量。
【具体实施方式】
[0017]为使对本发明作进一步的了解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明:
[0018]实施例1:
[0019]—种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，各组分按重量百分比包括:65%的Ti (C，N)、30%的Α1203、0.5%的MgO以及3%的Ni和Mo的混合物，其中，在Ti (C，N)中，按重量比例C:N = 7:3，在Ni和Mo的混合物中，按重量比例NiiMo = 1:1。Al2O3为粒度在0.2?0.5微米的超细粉，纯度>99.9%。Ti (C，N)为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。MgO为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Ni为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Mo为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0020]一种制作上述碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料的制备方法，包括如下步骤:
[0021]I)混料:将上述的组合物按照组分比例混合，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，按重量比例，料:磨介:酒精=I:10:1，球磨时间48?72小时；
[0022]2)烘干:在120°C的氮气流中气吹12小时；
[0023]3)过筛:将步骤2)中烘干制得的混合物进行过滤，获取粒度为40目的混合物；
[0024]4)热压烧结:在1680-1750°C的温度和20_30MPa气压环境下烧结0.5h。
[0025]实施例2:
[0026]—种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，各组分按重量百分比包括:50%的11((:，沁、45%的厶1203、1%的1%0以及5%的Ni和Mo的混合物，其中，在Ti (C，N)中，按重量比例C:N = 7:3，在Ni和Mo的混合物中，按重量比例NiiMo = 1:1。
[0027]在上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料中，Al2O3为粒度在0.2?
0.5微米的超细粉，纯度>99.9%。Ti (C，N)为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。MgO为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Ni为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Mo为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0028]—种制作上述碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料的制备方法，包括如下步骤:
[0029]I)混料:将上述的组合物按照组分比例混合，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，按重量比例，料:磨介:酒精=I:5:0.8，球磨时间48-72小时；
[0030]2)烘干:在120°C的氮气流中气吹12小时；
[0031]3)过筛:将步骤2)中烘干制得的混合物进行过滤，获取粒度为40目的混合物；
[0032]4)热压烧结:在1680-1750°C的温度和20_30MPa气压环境下烧结0.5h。
[0033]实施例3:
[0034]—种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，各组分按重量百分比包括:57%的Ti (C，N)、38 %的Al2O3'0.7 %的MgO以及4%的Ni和Mo的混合物，其中，在Ti (C，N)中，按重量比例C:N = 7:3，在Ni和Mo的混合物中，按重量比例N1:Mo = 1:1。
[0035]在上述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料中，Al2O3为粒度在0.2?
0.5微米的超细粉，纯度>99.9%。Ti (C，N)为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。MgO为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Ni为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。Mo为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。
[0036]—种制作上述碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料的制备方法，包括如下步骤:
[0037]I)混料:将上述的组合物按照组分比例混合，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，按重量比例，料:磨介:酒精=I:7:0.9，球磨时间48-72小时；
[0038]2)烘干:在120°C的氮气流中气吹12小时；
[0039]3)过筛:将步骤2)中烘干制得的混合物进行过滤，获取粒度为40目的混合物；
[0040]4)热压烧结:在1680-1750°C的温度和20_30MPa气压环境下烧结0.5h。
[0041]本发明采用C:N = 7:3的碳氮化钛原料，在该制备方法下，可将刀具的HV50提高至2050-2200，从而提高了刀具的耐磨性和使用寿命，节省加工成本，提高加工质量。
[0042]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，各组分按重量百分比包括:50 ?65%的 Ti(C，N)、30 ?45%的 Α1203、0.5 ?1%的 MgO 以及 3 ?5%的 Ni 和 Mo 的混合物，其中，在Ti (C，N)中，按重量比例C: N = 7:3，在Ni和Mo的混合物中，按重量比例N1:Μο = 1:1ο2.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，Al2O3为粒度在0.2?0.5微米的超细粉，纯度>99.9%。3.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，Ti (C，N)为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。4.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，MgO为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。5.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，Ni为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。6.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料，其特征在于，Mo为粒度在I?3微米的超细粉，纯度>99.9%。7.一种制作权利要求1所述碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)混料:将上述的组合物按照组分比例混合，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，按重量比例，料:磨介:酒精=1:5?10:0.8?1，球磨时间48?72小时； 2)烘干:在120°C的氮气流中气吹12小时； 3)过筛:将步骤2)中烘干制得的混合物进行过滤，获取粒度为40目的混合物； 4)热压烧结:在1680-1750°C的温度和20_30MPa气压环境下烧结0.5h。
【专利摘要】本发明公开了一种碳氮化钛复合氧化铝金属陶瓷刀具材料及其制备方法，该材料的各组分按重量百分比包括：50～65％的Ti(C，N)、30～45％的Al2O3、0.5～1％的MgO以及3～5％的Ni和Mo的混合物，其中，按重量比例C:N＝7:3，Ni:Mo＝1:1，Al2O3采用0.2-0.5微米的超细粉，纯度>99.9％，Ti(C，N)、MgO、Ni以及Mo的粒度均在1～3微米，纯度>99％。该材料的制备方法包括如下步骤：混料，采用搅拌磨，以工业酒精为介质，硬质合金球为磨介，球磨时间48-72小时；烘干，在120℃的氮气流中气吹12小时；过筛以及热压烧结。本发明采用C:N＝7:3的碳氮化钛原料,将刀具的HV50提高至2050-2200，从而提高了刀具的耐磨性和使用寿命。
【IPC分类】C22C1/05, C22C29/04
【公开号】CN105112756
【申请号】CN201510490498
【发明人】蔡婷婷
【申请人】蔡婷婷
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月12日