本发明涉及陶瓷切削刀具材料领域,尤其涉及一种高韧性陶瓷刀材料及其制备方法。
背景技术:
1、陶瓷刀大多是用一种纳米材料氧化锆加工而成,用氧化锆+氧化铝粉末高压配上模具压制成刀坯,2000℃烧结,然后用金刚石打磨之后配上刀柄就做成了成品陶瓷刀。陶瓷刀片是采用高科技纳米技术制作的新型刀片,锋利度是钢刀的十倍以上,因此陶瓷刀具备了高硬度、高密度、耐高温,抗磁化、抗氧化等特点,具有传统金属刀具所无法比拟的优点,解决了钼、镍等资源稀缺的问题。但是目前陶瓷切削材料还是存在成本较高,韧性差、脆性大、硬度不均匀、散热性差、自润滑性不好等问题,需要解决。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高韧性陶瓷刀材料及其制备方法,该陶瓷材料工艺简单、成本低,综合性能优异,用该材料制做的刀具,硬度高锋利度好,断裂韧性、抗弯强度和抗磨损性能好,使用寿命长,性价比高。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种高韧性陶瓷刀材料,其特征在于由下列重量份的原料制成:ceb6 0.3-0.4、桐油 5-7、srb6 2-3、tib2 2-3、多壁碳纳米管6-8、nb 粉1.2-1.5、纳米碳化硼39-40、纳米氮化硼36-40、高熵合金fesibalni 15-18、去离子水适量、聚丙烯酸0.8-1、耐磨助剂4-6;
4、所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成:纳米石墨1-2、纳米氧化铝3-4、聚氨酯5-8、酚醛树脂7-8、hfb2 8-10、zrb2 10-12、水14-18;制备方法为:将纳米石墨、纳米氧化铝、聚氨酯、酚醛树脂、hfb2 、zrb2按需称取后混合,再加入水,搅拌均匀,加热到80-100℃,搅拌反应10-15分钟,再超声分散4-5分钟,过滤、烘干,粉碎后过100目筛,即得。
5、所述高韧性陶瓷刀材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
6、s1将ceb6、tib2、nb 粉、高熵合金fesibalni混合,球磨,过100目筛,得到颗粒;
7、s2将纳米碳化硼、纳米氮化硼、srb6、多壁碳纳米管混合,球磨,过300目筛,得到颗粒;
8、s3将桐油与前两步得到的颗粒混合,加入30-35%重量份的去离子水,混合成泥状,送入球磨机中球磨1-2个小时,干燥,送入煅烧炉中,在1000-1100℃下煅烧0.5-1小时,取出粉碎,过200目筛,得到颗粒;
9、s4将s3得到的颗粒与其他剩余成分混合,取混合材料的3-4倍重量份的去离子水,搅拌均匀,加入混合材料,球磨2-3小时,在100-110℃下烘干,过100目筛,在1200-1350℃下热压,热压压力为40-60mpa,热压时间为20-30分钟,即得。
10、本发明的有益效果
11、本发明的陶瓷工艺简单、成本低,综合性能优异,用该材料制做的刀具,硬度高锋利度好,断裂韧性、抗弯强度和抗磨损性能好,使用寿命长,性价比高;通过使用多壁碳纳米管,增加了陶瓷的韧性和耐磨性;通过使用本发明的耐磨助剂,进一步增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。
12、实施方式
13、一种高韧性陶瓷刀材料,由下列重量份(公斤)的原料制成:ceb6 0.3-0.4、桐油5-7、srb6 2-3、tib2 2-3、多壁碳纳米管6-8、nb 粉1.2-1.5、纳米碳化硼39-40、纳米氮化硼36-40、高熵合金fesibalni 15-18、去离子水适量、聚丙烯酸0.8-1、耐磨助剂4-6;
14、所述耐磨助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:纳米石墨1-2、纳米氧化铝3-4、聚氨酯5-8、酚醛树脂7-8、hfb2 8-10、zrb2 10-12、水14-18;制备方法为:将纳米石墨、纳米氧化铝、聚氨酯、酚醛树脂、hfb2 、zrb2按需称取后混合,再加入水,搅拌均匀,加热到80-100℃,搅拌反应10-15分钟,再超声分散4-5分钟,过滤、烘干,粉碎后过100目筛,即得。
15、所述高韧性陶瓷刀材料的制备方法,包括以下步骤:
16、s1将ceb6、tib2、nb 粉、高熵合金fesibalni混合,球磨,过100目筛,得到颗粒;
17、s2将纳米碳化硼、纳米氮化硼、srb6、多壁碳纳米管混合,球磨,过300目筛,得到颗粒;
18、s3将桐油与前两步得到的颗粒混合,加入32%重量份的去离子水,混合成泥状,送入球磨机中球磨1个小时,干燥,送入煅烧炉中,在1000℃下煅烧0.5小时,取出粉碎,过 200目筛,得到颗粒;
19、s4将s3得到的颗粒与其他剩余成分混合,取混合材料的 3.5 倍重量份的去离子水,搅拌均匀,加入混合材料,球磨2.5小时,在105℃下烘干,过100 目筛,在 1300℃下热压,热压压力为50mpa,热压时间为30分钟,即得。
20、实验数据:
21、该实施例制备的陶瓷材料的维氏硬度为150gpa,抗弯强度为2328mpa,断裂韧性为16.2mpa·m 1/2 ;用该材料制备的厨刀的锋利度为178mm。
1.一种高韧性陶瓷刀材料,其特征在于由下列重量份的原料制成:ceb6 0.3-0.4、桐油5-7、srb6 2-3、tib2 2-3、多壁碳纳米管 6-8、nb粉 1.2-1.5、纳米碳化硼 39-40、纳米氮化硼 36-40、高熵合金fesibalni 15-18、去离子水适量、聚丙烯酸 0.8-1、耐磨助剂 4-6;