一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料及其制备方法，由以下组分组成：纳米CaF2@Al2O3粉体1～30％，MgO 0.1～3％，Ti(C,N)1～55％，余量为Al2O3，％为体积百分数；其中，Ti(C,N)的平均粒径为50～200nm；A12O3的平均粒径为50～500nm；MgO的平均粒径为0.1～5μm；纳米CaF2@Al2O3粉体的平均直径为20～100nm。本发明专利技术所添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料制备的刀具有高硬度、高断裂韧性和高强度的特点，有效的改善了自润滑的陶瓷刀具力学性能较差的缺点。

Al2O3/Ti (C, N) nanocomposite ceramic tool materials with nano coated solid lubricants and their preparation methods

The invention discloses a nano coated solid lubricant Al2O3/Ti (C, N) nano ceramic tool material and its preparation method, which consists of the following components: nano CaF2@Al2O3 powder 1 ~ 30%, 0.1 ~ 3% MgO, Ti (C, N) from 1 to 55%, the remainder is Al2O3%. As the volume fraction; among them, Ti (C, N) the average particle size of 50 ~ 200nm; the average particle size of A12O3 is 50 ~ 500nm; the average particle size of MgO is 0.1 ~ 5 m; the average diameter of nano CaF2@Al2O3 powder is 20 ~ 100nm. The Al2O3/Ti (C, N) nano composite ceramic tool material coated with nano coated solid lubricant has the characteristics of high hardness, high fracture toughness and high strength, and effectively improves the self lubrication ceramic tool's poor mechanical performance.

【技术实现步骤摘要】
一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法
本专利技术涉及一种陶瓷刀具材料及其制备方法，特别涉及一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料及其制备方法。技术背景陶瓷刀具因其固有的高硬度、较好的稳定性使得它在切削加工领域具有重要的地位。而自润滑陶瓷刀具材料因其在整个刀具切削寿命内都具有较低的摩擦系数，尤其是在高速干切削领域，自润滑陶瓷刀具材料有着得天独厚的优势。而通过合理的设计可以实现自润滑刀具减摩和耐磨的统一。氟化钙是一种可应用于自润滑刀具的固体润滑剂，可以使刀具达到一定切削温度时具较低的摩擦系数，在切削过程中表现出较好的润滑效果。但是如果直接添加固体氟化钙材料，刀具材料的机械性能会受到严重损害，因此，寻求一种合理的设计方法来提高自润滑刀具的性能成为目前的研究热点，这也是自润滑刀具迫切需要解决的问题。中国专利文件CN1583660A提供一种自润滑陶瓷刀具，其采用固体润滑剂直接加入到陶瓷刀具基体，使刀具材料获得较低的摩擦系数，但刀具材料的硬度等机械性能有了较大的降低，整体性能不尽如人意。CN1049621本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下组分组成：纳米CaF2@Al2O3粉体1～30％，MgO 0.1～3％，Ti(C,N)1～55％，余量为Al2O3，％为体积百分数；其中，Ti(C,N)的平均粒径为50～200nm；Al2O3的平均粒径为50～500nm；MgO的平均粒径为0.1～5μm；纳米CaF2@Al2O3粉体的平均直径为20～100nm。

【技术特征摘要】
1.一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下组分组成：纳米CaF2@Al2O3粉体1～30％，MgO0.1～3％，Ti(C,N)1～55％，余量为Al2O3，％为体积百分数；其中，Ti(C,N)的平均粒径为50～200nm；Al2O3的平均粒径为50～500nm；MgO的平均粒径为0.1～5μm；纳米CaF2@Al2O3粉体的平均直径为20～100nm。2.根据权利要求1所述的纳米基陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下组分组成：纳米CaF2@Al2O3粉体1～20％，MgO0.1～1％，Ti(C,N)30～55％，余量为Al2O3，％为体积百分数；优选的，所述纳米基陶瓷刀具材料，由以下组分组成：纳米CaF2@Al2O3粉体5％，MgO0.5％，Ti(C,N)23.4％，余量为Al2O3，％为体积百分数。3.根据权利要求1或2所述的纳米基陶瓷刀具材料，其特征在于：所述Ti(C,N)的平均粒径为50～200nm，碳氮比按重量比为1～3:1。优选的，所述MgO的平均粒径为0.1～1μm；所述Al2O3的平均粒径为0.1～1μm。优选的，所述Al2O3为α相Al2O3。4.权利要求1～3任一所述添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将CaF2@Al2O3的聚乙烯吡咯烷酮与无水乙醇的分散液、Al2O3的聚乙二醇与乙醇的分散液、Ti(C,N)的聚乙二醇与乙醇的分散液和MgO的聚乙二醇与乙醇的分散液混合，超声分散，制得混合粉体的分散液；2)将步骤1)中制得的混合粉体的分散液进行球磨；3)将球磨完成后的混合浆料进行干燥，干燥后粉体过200目筛，即得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮为K30型；优选的，步骤1)中，CaF2@Al2O3粉体的制备方法，包括如下步骤：1)将聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈照强，郭润鑫，许崇海，衣明东，季良刚，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37