一种高机械强度的陶瓷刀具材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷材料技术领域，更具体地说是一种高机械强度的陶瓷刀具材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在工业界，金属加工用切削刀具是一种非常重要的产品。常用刀具材料分为以下 几类：（1)高速钢材料；（2)硬质合金材料；（3)陶瓷刀具材料；(4)超硬刀具材料。陶瓷材 料以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性成为目前一种最有前途的高速切削刀具材料， 在生产中有广泛的应用前景。在高速切削领域和切削难加工材料方面扮演着越来越重要的 角色。
[0003] 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】
[0004] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种高机械强度的陶瓷刀具材料 及其制备方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量份原料制成：二氧化硅50-70、纳米氧化 铝10-12、黄锈石6-8、氟化钠1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸镁晶须2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、 三缩水甘油酯3-5、硼酸酯偶联剂4-6、三氯化锑2-4、五氧化二磷1-2、酚醛树脂乳液2-3、丁 二醇2-4、助剂6-7 ; 所述助剂由以下重量份原料制成：硼铝石8-12、高炉矿渣20-24、氧化铜4-6、丁苯橡胶 胶乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸钠1-2、水镁石纤维1-3、牛骨2-4、磷酸二氢钙2-3、二丙二醇 2-4 ;制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加 入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2-3小时后将混合 好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分 搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
[0006] -种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920-970°C下煅烧 1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h，得混合粉备 用； (2) 将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混 合，在30-40°C下处理40-50分钟后加入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分 钟； (3) 将步骤（2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度边 搅拌边加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，干燥后球磨； (4)将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压 制用时为5-8h即得。
[0007] 本发明的优点在于： 本发明的陶瓷刀具材料以二氧化硅为主要原料，并添加了硼酸镁晶须、黄锈石，纳米氧 化铝等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整体机械强度，还可以改善其耐腐蚀性和耐热性， 使用寿命长，降低了使用成本。
【具体实施方式】
[0008] 实施例1 一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅50、纳米氧 化铝10、黄锈石6、氟化钠1、聚丙烯酸1、硼酸镁晶须2、粉煤灰15、甘油2、三缩水甘油酯3、 硼酸酯偶联剂4、三氯化锑2、五氧化二磷1、酚醛树脂乳液2、丁二醇2、助剂6 ; 所述助剂由以下重量（kg)原料制成：硼铝石8、高炉矿渣20、氧化铜4、丁苯橡胶胶乳 2、石膏3、三聚磷酸钠1、水镁石纤维1、牛骨2、磷酸二氢钙2、二丙二醇2 ;制备方法为：将硼 铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷 酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研 磨过100目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷 雾造粒塔中制成颗粒即可。
[0009] -种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920°C下煅烧1小 时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5h，得混合粉备用； (2) 将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混 合，在30°C下处理40分钟后加入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理20分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以：TC /min的速度边搅 拌边加热，加热至50°C时保温20分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa，压制用时为 5h即得。
[0010] 实施例2 一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅60、纳米氧 化铝11、黄锈石7、氟化钠1、聚丙烯酸2、硼酸镁晶须3、粉煤灰20、甘油2、三缩水甘油酯4、 硼酸酯偶联剂5、三氯化锑3、五氧化二磷1、酚醛树脂乳液3、丁二醇2、助剂7 ;所述助剂由 以下重量（kg)原料制成：硼铝石10、高炉矿渣22、氧化铜5、丁苯橡胶胶乳3、石膏4、三聚 磷酸钠1、水镁石纤维2、牛骨3、磷酸二氢钙2、二丙二醇2 ;制备方法为：将硼铝石、高炉矿 渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二 氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2. 5小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过150目 筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中 制成颗粒即可。
[0011] -种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在950°c下煅烧I. 5 小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为8h，得混合粉备用； (2) 将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混 合，在35°C下处理45分钟后加入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理25分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以4°C /min的速度边搅 拌边加热，加热至60°C时保温25分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为140MPa，压制用时为 7h即得。
[0012] 实施例3 一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅70、纳米氧 化铝12、黄锈石8、氟化钠2、聚丙烯酸2、硼酸镁晶须4、粉煤灰25、甘油3、三缩水甘油酯5、 硼酸酯偶联剂6、三氯化锑4、五氧化二磷2、酚醛树脂乳液3、丁二醇4、助剂7 ; 所述助剂由以下重量（kg)原料制成：硼铝石12、高炉矿渣24、氧化铜6、丁苯橡胶胶乳 4、石膏5、三聚磷酸钠2、水镁石纤维3、牛骨4、磷酸二氢钙3、二丙二醇4 ;制备方法为：将硼 铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷 酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研 磨过200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷 雾造粒塔中制成颗粒即可。
[0013] -种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在970°C下煅烧2小 时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为12h，得混合粉备用； (2) 将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混 合，在40°C下处理50分钟后加入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理30分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以5°C /min的速度边搅 拌边加热，加热至70°C时保温30分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为160MPa，压制用时为 8h即得。
[0014] 上述实施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能检测结果如下表所示： 表1实施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能检测结果
【主权项】
1. 一种高机械强度的陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下重量份原料的制成：二氧化 娃50-70、纳米氧化错10_12、黄镑石6_8、氣化纳1_2、聚丙稀酸1_2、棚酸儀晶须2_4、粉煤 灰15-25、甘油2-3、三缩水甘油酯3-5、硼酸酯偶联剂4-6、三氯化锑2-4、五氧化二磷1-2、 酚醛树脂乳液2-3、丁二醇2-4、助剂6-7 ; 所述助剂由以下重量份原料制成：硼铝石8-12、高炉矿渣20-24、氧化铜4-6、丁苯橡胶 胶乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸钠1-2、水镁石纤维1-3、牛骨2-4、磷酸二氢钙2-3、二丙二醇 2-4 ;制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加 入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2-3小时后将混合 好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分 搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。2. 根据权利要求1所述的一种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于包 括以下步骤： (1) 将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920-970°C下煅烧 1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h，得混合粉备 用； (2) 将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混 合，在30-40°C下处理40-50分钟后加入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分 钟； (3) 将步骤（2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度边 搅拌边加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压 制用时为5-8h即得。
【专利摘要】本发明公开了一种高机械强度的陶瓷刀具材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：二氧化硅50-70、纳米氧化铝10-12、黄锈石6-8、氟化钠1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸镁晶须2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、三缩水甘油酯3-5、硼酸酯偶联剂4-6、三氯化锑2-4、五氧化二磷1-2、酚醛树脂乳液2-3、丁二醇2-4、助剂6-7。本发明的陶瓷刀具材料以二氧化硅为主要原料，并添加了硼酸镁晶须、黄锈石，纳米氧化铝等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整体机械强度，还可以改善其耐腐蚀性和耐热性，使用寿命长，降低了使用成本。
【IPC分类】C04B35/14, C04B35/622
【公开号】CN105060866
【申请号】CN201510482344
【发明人】张焕明
【申请人】佛山蓝途科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月3日