一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】一种刀具用特种陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：锂辉石25-28、铝矾土19-23、钾长石7-10、CeO23-4、Sm2O32-2.6、氮化铝50-60、α-Al2O318-24、TiO24-6、BaO1-1.4、Y2O30.6-0.9、La2O30.6-0.9、去离子水适量、乙醇适量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助剂3-4；本发明的陶瓷硬度很高，不易粉化，有极高的耐磨性，抗裂抗热震性能好，由于切削刀具要长期受摩擦，因此该陶瓷能够大大延长刀具的使用寿命，降低成本；通过使用本发明的耐磨助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。
【专利说明】一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及陶瓷刀具材料领域，尤其涉及一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法。
【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，现在需要加工硬度更高的材料、需要更高的切削效率、加工精度也要求高了，这就要求提高刀具的性能，传统的高速钢等切削材料硬度不够，而且浪费稀缺的钥、镍等资源，因此陶瓷刀具应运而生。陶瓷切削工具具备了高硬度、高密度、耐高温，抗磁化、抗氧化、耐腐蚀性强、化学稳定性好、高耐磨性等特点，但是还是存在易碎、散热性差、抗热震性差、抗磨性能有限等缺点，需要改进，同时需要不断降低生产成本，实现企业最大利益，促进科技进步。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷硬度很高，不易粉化，有极高的耐磨性，抗裂抗热震性能好，能够大大延长刀具的使用寿命，降低成本。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种刀具用特种陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:锂辉石25-28、铝矾土 19-23、钾长石 7-10、Ce02 3_4、Sm203 2_2.6、氮化铝 50-60、a-A1203 18_24、Ti02 4-6、BaO 1-1.4、Υ203 0.6-0.9、La203 0.6-0.9、去离子水适量、乙醇适量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助剂3-4 ；
所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成:氮化硅1-1.4、氮化铝1-1.4、氮化钛1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化锆1-2、金刚石粉1-2、氧化铪0.3-0.4、硅烷偶联剂kh_550 1_2、氮化银0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6-9、水7-11 ;制备方法为:将乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均匀，再加入氧化锆、碳化硅，加热至70-80°C，搅拌反应20-30分钟，再加入其他剩余成分，搅拌10-20分钟，超声分散6-8分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1380-1440°C下煅烧30-40分钟，粉碎，过40目筛，SP得。
[0005]所述刀具用特种陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将锂辉石、铝矾土混合，球磨，过325目筛，得到颗粒；
(2)将氮化铝、钾长石、c1-A1203混合，球磨，过280目筛，得到颗粒；
(3)将Ce02、Sm203、Ti02、Ba0、Y203、La203与前两步得到的颗粒混合，加入20-25%重量份的去离子水、7-10%重量份的乙醇，混合成泥状，送入球磨机中球磨2-3个小时，干燥，送入煅烧炉中，在800-900°C下煅烧1-2小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；
(4)将第(3)步得到的颗粒与其他剩余成分混合，加入3-4倍重量份的去离子水、聚乙二醇，球磨2-3小时，在110-120°C下烘干，过40目筛，在1580-1640°C下热压，热压压力为20-30MPa，热压时间为50-60分钟，即得。
[0006]本发明的有益效果
本发明的陶瓷硬度很高，不易粉化，有极高的耐磨性，抗裂抗热震性能好，由于切削刀具要长期受摩擦，因此该陶瓷能够大大延长刀具的使用寿命，降低成本；通过使用本发明的耐磨助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。
【具体实施方式】
[0007]一种刀具用特种陶瓷材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:锂辉石26、铝矾土21、钾长石 8、Ce02 3.5、Sm203 2.3、氮化铝 55、a -Al203 22、Ti02 5、BaO 1.2、Υ203 0.8、La203 0.8、去离子水适量、乙醇适量、聚乙二醇1.9、耐磨助剂3.5 ；
所述耐磨助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:氮化硅1.2、氮化铝1.2、氮化钛1.2、氮化碳0.6、氧化锆1.5、金刚石粉1.5、氧化铪0.3、硅烷偶联剂kh-550 1.5、氮化银0.8、碳化硅1.5、聚丙烯酸酯0.5、乙醇7、水9 ;制备方法为:将乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均勻，再加入氧化错、碳化娃，加热至75°C,搅拌反应25分钟,再加入其他剩余成分，搅拌15钟，超声分散7分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1420°C下煅烧35分钟，粉碎，过40目筛，即得。
[0008]所述刀具用特种陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将锂辉石、铝矾土混合，球磨，过325目筛，得到颗粒；
(2)将氮化铝、钾长石、c1-A1203混合，球磨，过280目筛，得到颗粒；
(3)将Ce02、Sm203、Ti02、BaO,Y203、La203与前两步得到的颗粒混合，加入23%重量份的去离子水、8%重量份的乙醇，混合成泥状，送入球磨机中球磨2.5个小时，干燥，送入煅烧炉中，在850°C下煅烧1.5小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；
(4)将第(3)步得到的颗粒与其他剩余成分混合，加入3倍重量份的去离子水、聚乙二醇，球磨2.4小时，在114°C下烘干，过40目筛，在1610°C下热压，热压压力为25MPa，热压时间为55分钟，即得。
[0009]实验数据:
该实施例陶瓷的维氏硬度为92GPa，抗弯强度为1218MPa，断裂韧性为15MPa.m1/2。
【权利要求】
1.一种刀具用特种陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:锂辉石25-28、铝矾土 19-23、钾长石 7-10、Ce02 3-4、Sm203 2-2.6、氮化铝 50-60、a -Al203 18-24、Ti024-6,BaO 1-1.4、Υ203 0.6-0.9、La203 0.6_0.9、去离子水适量、乙醇适量、聚乙二醇 1.7_2、耐磨助剂3-4 ； 所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成:氮化硅1-1.4、氮化铝1-1.4、氮化钛1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化锆1-2、金刚石粉1-2、氧化铪0.3-0.4、硅烷偶联剂kh_550 1_2、氮化银0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6-9、水7-11 ;制备方法为:将乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均匀，再加入氧化锆、碳化硅，加热至70-80°C，搅拌反应20-30分钟，再加入其他剩余成分，搅拌10-20分钟，超声分散6-8分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1380-1440°C下煅烧30-40分钟，粉碎，过40目筛，SP得。
2.根据权利要求1所述刀具用特种陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将锂辉石、铝矾土混合，球磨，过325目筛，得到颗粒； (2)将氮化铝、钾长石、c1-A1203混合，球磨，过280目筛，得到颗粒； (3)将0602、5111203、1102、830、￥203、1^203与前两步得到的颗粒混合，加入20-25%重量份的去离子水、7-10%重量份的乙醇，混合成泥状，送入球磨机中球磨2-3个小时，干燥，送入煅烧炉中，在800-900°C下煅烧1-2小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒； (4)将第(3)步得到的颗粒与其他剩余成分混合，加入3-4倍重量份的去离子水、聚乙二醇，球磨2-3小时，在110-120°C下烘干，过40目筛，在1580-1640°C下热压，热压压力为20-30MPa，热压时间为50-60分钟，即得。
【文档编号】C04B35/622GK104355625SQ201410580975
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】席少非 申请人:合肥市东庐机械制造有限公司