本发明专利技术公开了一种Al2O3‑TiB2‑TiN陶瓷刀具材料，包括以下按照重量份的原料：氧化铝50‑70份、二硼化钛10‑20份、氮化钛10‑20份、镍1‑5份、氧化铜1‑3份、铝1‑5份。本发明专利技术还公开了所述Al2O3‑TiB2‑TiN陶瓷刀具材料的制备方法。本发明专利技术制备的Al2O3‑TiB2‑TiN陶瓷刀具材料具有良好的断裂韧性，抗弯强度高，工艺简单，易于产业化，具有广阔的市场前景。
A kind of Al2O3-TiB2-TiN ceramic tool material and its preparation method
The invention discloses an Al2O3_TiB2_TiN ceramic cutting tool material, which comprises the following raw materials according to weight: aluminum oxide 50_70, titanium diboride 10_20, titanium nitride 10_20, nickel 1_5, copper oxide 1_3, aluminum 1_5. The invention also discloses a method for preparing the Al2O3 TiB2 TiN ceramic cutting tool material. The Al 2O 3_TiB2_TiN ceramic tool material prepared by the invention has good fracture toughness, high bending strength, simple process, easy industrialization and broad market prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料及其制备方法
本专利技术涉及刀具材料
，具体是一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代机械工业的发展，刀具成为机械制造中十分重要的工具。制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形，通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高，但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。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。高强钢、淬火钢、镍基合金、钛合金等金属等材料通常具有高硬度、高强度和高塑性，导致切削过程中的切削力加大，切削温度升高，刀具耐用度下降，有时还将使己加工表面质量恶化，切屑难以控制，最终则使加工效率和加工质量降低。陶瓷刀具材料以其优异的耐热性、耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性和化学稳定性等特点，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，制备的陶瓷刀具有许多优点，如可耐高温、高的硬度、好的抗粘结性，而且具有比一般硬质合金高5倍的耐磨性。但是，还是存在易碎、断裂韧性较差等缺点，限制了其应用和发展，
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，包括以下按照重量份的原料：氧化铝50-70份、二硼化钛10-20份、氮化钛10-20份、镍1-5份、氧化铜1-3份、铝1-5份。作为本专利技术进一步的方案：所述氧化铝、二硼化钛和氮化钛均为粒度为0.01-0.1μm的粉末。作为本专利技术再进一步的方案：所述镍、氧化铜和铝均为粒度为1-3μm的粉末。所述Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料的制备方法，步骤如下：1)将镍、氧化铜和铝混合后置于球磨机中，加入聚乙烯醇水溶液20-70份，球磨混合20h，放入真空干燥箱中进行真空干燥，干燥后过100目筛，得到混合粉末A；2)将氧化铝、二硼化钛和氮化钛混合后，加入无水乙醇150-250份，然后进行超声分散，得到混合物B；3)将步骤1)中得到的混合粉末A与步骤2)中得到的混合物B共同放入球磨机中球磨混合24-48h，然后在70-92℃条件下烘干24-48h，获得混合物料C；4)将步骤3)中得到的混合物料C装入高强度石墨模具中，然后放入真空烧结炉中，在真空气氛下进行热压，热压结束后冲入0.03MPa的氩气，以50-70℃/min的降温速率降温至600-900℃，在此温度下保温20-40min,保温结束后冷却至室温，即得Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料。作为本专利技术再进一步的方案：步骤1)中，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为2-4％。作为本专利技术再进一步的方案：步骤1)中，所述真空干燥为在100-120℃干燥24h。作为本专利技术再进一步的方案：步骤2)中，所述超声分散为以30-50kHz的超声频率超声分散40-60min。作为本专利技术再进一步的方案：步骤4)中，所述热压的条件为热压温度1300-1500℃，热压压力30-40MPa，热压时间20-30min。所述的Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料在制备陶瓷刀具中的用途。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料具有良好的断裂韧性，抗弯强度高，工艺简单，易于产业化，具有广阔的市场前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，包括以下按照重量份的原料：氧化铝50份、二硼化钛10份、氮化钛10份、镍1份、氧化铜1份、铝1份。其中，所述氧化铝、二硼化钛和氮化钛均为粒度为0.05μm的粉末，所述镍、氧化铜、铝均为粒度均为2μm的粉末。本实施例中，所述Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料的制备方法，步骤如下：1)将镍、氧化铜和铝混合后置于球磨机中，加入浓度为3％的聚乙烯醇水溶液50份，球磨混合20h，放入真空干燥箱中在110℃下进行真空干燥24h，干燥后过100目筛，得到混合粉末A；2)将氧化铝、二硼化钛和氮化钛混合后，加入无水乙醇200份，然后以45kHz的超声频率进行超声分散50min，得到混合物B；3)将步骤1)中得到的混合粉末A与步骤2)中得到的混合物B共同放入球磨机中球磨混合36h，然后在80℃条件下烘干36h，获得混合物料C；4)将步骤3)中得到的混合物料C装入高强度石墨模具中，然后放入真空烧结炉中，在真空气氛下进行热压，所述热压的条件为热压温度1400℃，热压压力33MPa，热压时间25min，热压结束后冲入0.03MPa的氩气，以60℃/min的降温速率降温至800℃，在此温度下保温30min,保温结束后冷却至室温，即得Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料。实施例2一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，包括以下按照重量份的原料：氧化铝70份、二硼化钛20份、氮化钛20份、镍5份、氧化铜3份、铝5份。其中，所述氧化铝、二硼化钛和氮化钛均为粒度为0.05μm的粉末，所述镍、氧化铜、铝均为粒度均为2μm的粉末。本实施例中，所述Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料的制备方法，步骤如下：1)将镍、氧化铜和铝混合后置于球磨机中，加入浓度为3％的聚乙烯醇水溶液50份，球磨混合20h，放入真空干燥箱中在110℃下进行真空干燥24h，干燥后过100目筛，得到混合粉末A；2)将氧化铝、二硼化钛和氮化钛混合后，加入无水乙醇200份，然后以45kHz的超声频率进行超声分散50min，得到混合物B；3)将步骤1)中得到的混合粉末A与步骤2)中得到的混合物B共同放入球磨机中球磨混合36h，然后在80℃条件下烘干36h，获得混合物料C；4)将步骤3)中得到的混合物料C装入高强度石墨模具中，然后放入真空烧结炉中，在真空气氛下进行热压，所述热压的条件为热压温度1400℃，热压压力33MPa，热压时间25min，热压结束后冲入0.03MPa的氩气，以60℃/min的降温速率降温至800℃，在此温度下保温30min,保温结束后冷却至室温，即得Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料。实施例3一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，包括以下按照重量份的原料：氧化铝60份、二硼化钛15份、氮化钛15份、镍2.5份、氧化铜2份、铝2.5份。其中，所述氧化铝、二硼化钛和氮化钛均为粒度为0.05μm的粉末，所述镍、氧化铜、铝均为粒度均为2μm的粉末。本实施例中，所述Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料的制备方法，步骤如下：1)将镍、氧化铜和铝混合后置于球磨机中，加入浓度为3％的聚乙烯醇水溶液50份，球磨混合20h，放入真空干燥箱中在110℃下进行真空干燥24h，干燥后过100目筛，得到混合粉末A；2)将氧化铝、二硼化钛和氮化钛混合后，加入无水乙醇200份，然后以45kHz的超声频率进行超声分散50min，得到混合物B；3)将步骤1)中得到的混合粉末A与步骤2)中得到的混合物B共同放入球磨机中球磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Al2O3‑TiB2‑TiN陶瓷刀具材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：氧化铝50‑70份、二硼化钛10‑20份、氮化钛10‑20份、镍1‑5份、氧化铜1‑3份、铝1‑5份。
【技术特征摘要】
1.一种Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：氧化铝50-70份、二硼化钛10-20份、氮化钛10-20份、镍1-5份、氧化铜1-3份、铝1-5份。2.根据权利要求1所述的Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，其特征在于，所述氧化铝、二硼化钛和氮化钛均为粒度为0.01-0.1μm的粉末。3.根据权利要求2所述的Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料，其特征在于，所述镍、氧化铜和铝均为粒度为1-3μm的粉末。4.一种如权利要求1-3任一所述的Al2O3-TiB2-TiN陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：1）将镍、氧化铜和铝混合后置于球磨机中，加入聚乙烯醇水溶液20-70份，球磨混合20h，放入真空干燥箱中进行真空干燥，干燥后过100目筛，得到混合粉末A；2）将氧化铝、二硼化钛和氮化钛混合后，加入无水乙醇150-250份，然后进行超声分散，得到混合物B；3）将步骤1）中得到的混合粉末A与步骤2）中得到的混合物B共同放入球磨机中球磨混合24-48h，然后在70-92℃条件下烘干24-48h，获得混合物料C；4）将步骤3）中得到的混合物料C...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，张文华，郭文星，陈燕玲，
申请(专利权)人：九江职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江西,36
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