一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷，由下列重量份的原料制成：木節(jié)土2-3、焦寶石3-4、玻璃粉3-5、棒狀氧化鋁顆粒76-82、鱗片石墨3-4、過(guò)氧化鈉1-1.5、碳化硅5-8、鉬粉0.5-0.7、鎳粉0.4-0.7、乙醇適量、硅烷偶聯(lián)劑kh-5500.4-0.7、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助劑4-5；本發(fā)明的陶瓷使用了棒狀氧化鋁顆粒、鱗片石墨，使得陶瓷潤(rùn)滑性好，切削時(shí)不易損傷工件，散熱性好，而且具有很好的韌性，是切削工具優(yōu)質(zhì)的材料；通過(guò)使用本發(fā)明的抗磨助劑，能夠增加陶瓷的耐磨性和耐熱性。
【專利說(shuō)明】一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷刀具材料領(lǐng)域，尤其涉及一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前切削鋼材、鑄鐵、合金鋼材及不銹鋼材等普遍采用碳化物基的硬質(zhì)合金(WC - Co、WC - TiC - Co)。對(duì)于某些特殊材料也采用硬度最高的金剛石及立方氮化硼(CBN)，但它們的強(qiáng)度比硬質(zhì)合金較低，且金剛石工具不利于切削鋼鐵材料，因?yàn)樘假|(zhì)元素的金剛石易與鐵元素反應(yīng)生成碳化鐵，而使金剛石損耗。而陶瓷刀具對(duì)鐵基等很多材料都不起反應(yīng)，對(duì)加工冷硬鑄鐵、司太立合金、耐熱鎳基合金等具有較好的性能。
[0003]目前陶瓷刀具有很多優(yōu)良的性能，具有高硬度、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),但是這些陶瓷成本較高,種類少,還需要進(jìn)一步研究新的陶瓷材料，降低成本，同時(shí)改進(jìn)陶瓷刀具的韌性、散熱性、抗彎折、抗磨等使用性倉(cāng)泛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷及其制備方法，該陶瓷潤(rùn)滑性好，切削時(shí)不易損傷工件，散熱性好，而且具有很好的韌性，是切削工具優(yōu)質(zhì)的材料。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:木節(jié)土
2-3、焦寶石3-4、玻璃粉3-5、棒狀氧化鋁顆粒76-82、鱗片石墨3-4、過(guò)氧化鈉1-1.5、碳化硅
5-8、鑰粉0.5-0.7、鎳粉0.4-0.7、乙醇適量、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.4-0.7、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助劑4-5 ；
所述抗磨助劑由下列重量份的原料制成:氧化鑭0.2-0.3、納米氧化鋯0.6-0.9、三氧化二釔0.4-0.5、納米氧化鋁0.3-0.5、醋酸5-7、硝酸釔0.3-0.5、氧氯化鋯3-3.5、1_2%鹽酸溶液適量、水適量；制備方法為:將硝酸釔、氧氯化鋯加入24-30重量份的水中，攪拌溶解后滴加醋酸，磁力攪拌4-5個(gè)小時(shí)，加入納米氧化鋯、納米氧化鋁，繼續(xù)攪拌2-3個(gè)小時(shí)，置于室溫下1-2天，再邊攪拌邊加入三氧化二釔、氧化鑭，攪拌2-3個(gè)小時(shí)，在120-130°C油浴中攪拌至干燥，送入煅燒爐，在氮?dú)夥諊校?200-1500°C下煅燒50-60分鐘，加入2-3倍重量份的1-2%鹽酸溶液洗滌2-3次，水洗至中性，烘干，粉碎，過(guò)100目篩，即得。
[0006]所述自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(O將木節(jié)土、焦寶石、鑰粉、鎳粉混合后球磨，過(guò)250目篩，加入4-5倍重量份的去離子水，攪拌后加入硅烷偶聯(lián)劑kh-550，加熱至70-80°C，攪拌10-15分鐘，再加入過(guò)氧化鈉、鱗片石墨，繼續(xù)攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，得到顆粒，再送入煅燒爐中，在氮?dú)夥諊?，?00-800°C下煅燒40-50分鐘，粉碎，過(guò)100目篩，得到顆粒； (2)將玻璃粉、棒狀氧化鋁顆粒、碳化硅混合，加入0.8-1倍重量份的乙醇，球磨至200目以下，干燥，得到顆粒；
(3)將前兩步得到的顆粒與除聚丙烯酸、聚乙二醇以外的其他剩余成分混合，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
1-2小時(shí)，超聲分散13-17分鐘，在110-120°C下烘干，過(guò)40目篩，得到顆粒；
(4)將第(3)步得到的顆粒在氮?dú)夥諊?，?610-1670°C下熱壓，熱壓壓力為25-30MPa，熱壓時(shí)間為40-50分鐘，自然冷卻，即得。
[0007]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的陶瓷使用了棒狀氧化鋁顆粒、鱗片石墨，使得陶瓷潤(rùn)滑性好，切削時(shí)不易損傷工件，散熱性好，而且具有很好的韌性，是切削工具優(yōu)質(zhì)的材料；通過(guò)使用本發(fā)明的抗磨助齊U，能夠增加陶瓷的耐磨性和耐熱性。

【具體實(shí)施方式】
[0008]一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷，由下列重量份(公斤)的原料制成:木節(jié)土
2.5、焦寶石3.5、玻璃粉4、棒狀氧化鋁顆粒79、鱗片石墨3.5、過(guò)氧化鈉1.3、碳化硅6、鑰粉
0.6、鎳粉0.6、乙醇適量、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.6、去離子水適量、聚丙烯酸1.3、聚乙二醇
1.4、抗磨助劑4.5 ；
所述抗磨助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:氧化鑭0.2、納米氧化鋯0.8、三氧化二釔0.4、納米氧化鋁0.4、醋酸6、硝酸釔0.4、氧氯化鋯3.3、1.5%鹽酸溶液適量、水適量；制備方法為:將硝酸釔、氧氯化鋯加入27重量份的水中，攪拌溶解后滴加醋酸，磁力攪拌4.5個(gè)小時(shí)，加入納米氧化鋯、納米氧化鋁，繼續(xù)攪拌2.5個(gè)小時(shí)，置于室溫下1.5天，再邊攪拌邊加入三氧化二釔、氧化鑭，攪拌2.5個(gè)小時(shí)，在125°C油浴中攪拌至干燥，送入煅燒爐，在氮?dú)夥諊校?400°C下煅燒55分鐘，加入2.5倍重量份的1.5%鹽酸溶液洗滌3次，水洗至中性，烘干，粉碎，過(guò)100目篩，即得。
[0009]所述自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)將木節(jié)土、焦寶石、鑰粉、鎳粉混合后球磨，過(guò)250目篩，加入4.5倍重量份的去離子水，攪拌后加入硅烷偶聯(lián)劑kh-550，加熱至75°C，攪拌13分鐘，再加入過(guò)氧化鈉、鱗片石墨，繼續(xù)攪拌35分鐘，噴霧干燥，得到顆粒，再送入煅燒爐中，在氮?dú)夥諊?，?50°C下煅燒45分鐘，粉碎，過(guò)100目篩，得到顆粒；
(2)將玻璃粉、棒狀氧化鋁顆粒、碳化硅混合，加入0.9倍重量份的乙醇，球磨至200目以下，干燥，得到顆粒；
(3)將前兩步得到的顆粒與除聚丙烯酸、聚乙二醇以外的其他剩余成分混合，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
1.5小時(shí)，超聲分散15分鐘，在115°C下烘干，過(guò)40目篩，得到顆粒；
(4)將第(3)步得到的顆粒在氮?dú)夥諊校?650°C下熱壓，熱壓壓力為28MPa，熱壓時(shí)間為45分鐘，自然冷卻，即得。
[0010]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
該實(shí)施例陶瓷的維氏硬度為95GPa，抗彎強(qiáng)度為1003MPa，斷裂韌性為IlMPa.m1/2。
【權(quán)利要求】
1.一種自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:木節(jié)土 2-3、焦寶石3-4、玻璃粉3-5、棒狀氧化鋁顆粒76-82、鱗片石墨3_4、過(guò)氧化鈉1-1.5、碳化硅5-8、鑰粉0.5-0.7、鎳粉0.4-0.7、乙醇適量、硅烷偶聯(lián)劑kh_550 0.4-0.7、去離子水適量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助劑4-5 ； 所述抗磨助劑由下列重量份的原料制成:氧化鑭0.2-0.3、納米氧化鋯0.6-0.9、三氧化二釔0.4-0.5、納米氧化鋁0.3-0.5、醋酸5-7、硝酸釔0.3-0.5、氧氯化鋯3-3.5,1-2%鹽酸溶液適量、水適量；制備方法為:將硝酸釔、氧氯化鋯加入24-30重量份的水中，攪拌溶解后滴加醋酸，磁力攪拌4-5個(gè)小時(shí)，加入納米氧化鋯、納米氧化鋁，繼續(xù)攪拌2-3個(gè)小時(shí)，置于室溫下1-2天，再邊攪拌邊加入三氧化二釔、氧化鑭，攪拌2-3個(gè)小時(shí)，在120-130°C油浴中攪拌至干燥，送入煅燒爐，在氮?dú)夥諊校?200-1500°C下煅燒50-60分鐘，加入2-3倍重量份的1-2%鹽酸溶液洗滌2-3次，水洗至中性，烘干，粉碎，過(guò)100目篩，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自潤(rùn)滑性切削刀具用氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將木節(jié)土、焦寶石、鑰粉、鎳粉混合后球磨，過(guò)250目篩，加入4-5倍重量份的去離子水，攪拌后加入硅烷偶聯(lián)劑kh-550，加熱至70-80°C，攪拌10-15分鐘，再加入過(guò)氧化鈉、鱗片石墨，繼續(xù)攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，得到顆粒，再送入煅燒爐中，在氮?dú)夥諊?，?00-800°C下煅燒40-50分鐘，粉碎，過(guò)100目篩，得到顆粒； (2)將玻璃粉、棒狀氧化鋁顆粒、碳化硅混合，加入0.8-1倍重量份的乙醇，球磨至200目以下，干燥，得到顆粒； (3)將前兩步得到的顆粒與除聚丙烯酸、聚乙二醇以外的其他剩余成分混合，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1-2小時(shí)，超聲分散13-17分鐘，在110-120°C下烘干，過(guò)40目篩，得到顆粒； (4)將第(3)步得到的顆粒在氮?dú)夥諊校?610-1670°C下熱壓，熱壓壓力為25-30MPa，熱壓時(shí)間為40-50分鐘，自然冷卻，即得。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104387041SQ201410630446
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】朱江玲 申請(qǐng)人:合肥皖為電氣設(shè)備工程有限責(zé)任公司