一种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陶瓷刀具材料及其制备方法，该材料的组成按质量百分比为：TiC为18～22％、TiN为5～10％、MgO为0.5～5.5％、Mo为0.5～1.5％、Ni为1～2％，其余均为Al

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷刀具材料及其制备方法
本专利技术属于刀具制备
，具体涉及一种陶瓷刀具材料及其制备方法。
技术介绍
高速切削能大幅度提高生产率和加工精度，显著降低制造费用，目前已成为淬硬钢等高硬度材料切削加工的主要手段。但是淬硬钢在加工过程中塑性变形差、切削力大、切削温度高，导致刀具材料容易发生氧化磨损和崩刃；或者效率低下，加工质量达不到预期的效果。为了保证加工质量、提高加工效率，必须根据淬硬钢的特点选择匹配的刀具材料。而氧化铝基陶瓷刀具材料有足够的强度、韧度、高硬度和高耐磨性，能有效地切削淬硬钢。虽然氧化铝陶瓷刀具材料具有较高的硬度和耐磨性及良好的高温力学性能，其与金属亲和力小、摩擦系数较低、化学稳定性好，在切削过程中不易与金属发生粘结，但是目前市场上普遍使用的氧化铝陶瓷刀具材料所固有的脆性缺陷限制了其实际应用，因此，如何改善氧化铝陶瓷刀具材料的力学性能、提高其在实际应用中的可靠性便成为了陶瓷刀具材料研制的关键问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是提供一种陶瓷刀具材料及其制备方法，解决了陶瓷刀具材料的力学性能低的问题。技术方案：本专利技术一种陶瓷刀具材料，该材料的组成按质量百分比为：TiC为18～22％、TiN为5～10％、MgO为0.5～5.5％、Mo为0.5～1.5％、Ni为1～2％，其余均为Al2O3。进一步的，所述Al2O3为0.5～0.8μm的Al2O3粉末，其纯度为99.9％。进一步的，所述TiC和TiN均为0.3～0.6μm的粉末，纯度均﹥99％。进一步的，所述MgO均为1～2μm的MgO粉末，纯度均≧98％。本专利技术还包括一种陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照权利要求1中的质量百分比进行配料；(2)将上述配料进行混合，得到的混合粉末以无水乙醇为介质进行球磨；(3)将球磨混合好的浆料放入真空干燥箱中进行干燥，干燥之后的粉料用100～200目分样筛过筛；(4)过筛之后的混合粉料，放入真空烧结炉中烧结，得到陶瓷刀具材料。进一步的，所述步骤(2)中球磨转速为800～1000r/min，时间为36～48h。进一步的，所述步骤(3)中真空干燥的温度为150～200℃，干燥时间1～2h。进一步的，所述步骤(4)中烧结方式为：将真空烧结炉温度加热到600～800℃，保温20～30min；再将真空烧结炉加热到1400～1600℃，保温20～30min；最后加热到1650～1800℃，保温1～2h。本专利技术有益效果在于：本专利技术通过添加TiN和TiC能有效地提高材料的耐热性；MgO能抑制晶粒Al2O3长大，使微观组织均匀、细密；Ni和Mo对陶瓷刀具材料中的硬质相产生良好的润湿作用，同时有利于细化硬质相颗粒，能改善氧化铝陶瓷刀具材料的力学性能。具体实施例下面结合实施例对本专利技术做进一步描述：实施例1一种陶瓷刀具材料，该材料的组成按质量百分比为：TiC为18％、TiN为5％、MgO为0.5％、Mo为0.5％、Ni为1％，其余均为Al2O3；其中Al2O3为0.5μm的Al2O3粉末，其纯度为99.9％；TiC和TiN均为0.3μm的粉末，纯度均﹥99％；MgO均为1μm的MgO粉末，纯度均≧98％。所述的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照该材料的组成质量百分比进行配料；(2)将上述配料进行混合，得到的混合粉末以无水乙醇为介质进行球磨，球磨转速为800r/min，时间为36h；(3)将球磨混合好的浆料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥的温度为150℃，干燥时间1h，干燥之后的粉料用100目分样筛过筛；(4)过筛之后的混合粉料，放入真空烧结炉中烧结，其中烧结方式为：将真空烧结炉温度加热到600℃，保温20min；再将真空烧结炉加热到1400℃，保温20min；最后加热到1650℃，保温1h，最后得到陶瓷刀具材料；实施例2一种陶瓷刀具材料，该材料的组成按质量百分比为：TiC为20％、TiN为8％、MgO为3.5％、Mo为1％、Ni为1.5％，其余均为Al2O3；其中Al2O3为0.6μm的Al2O3粉末，其纯度为99.9％；TiC和TiN均为0.5μm的粉末，纯度均﹥99％；MgO均为1.5μm的MgO粉末，纯度均≧98％。所述的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照该材料的组成质量百分比进行配料；(2)将上述配料进行混合，得到的混合粉末以无水乙醇为介质进行球磨，球磨转速为900r/min，时间为42h；(3)将球磨混合好的浆料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥的温度为180℃，干燥时间1.5h，干燥之后的粉料用150目分样筛过筛；(4)过筛之后的混合粉料，放入真空烧结炉中烧结，其中烧结方式为：将真空烧结炉温度加热到700℃，保温25min；再将真空烧结炉加热到1500℃，保温25min；最后加热到1750℃，保温1.5h，最后得到陶瓷刀具材料。实施例3一种陶瓷刀具材料，该材料的组成按质量百分比为：TiC为22％、TiN为10％、MgO为5.5％、Mo为1.5％、Ni为2％，其余均为Al2O3；其中Al2O3为0.8μm的Al2O3粉末，其纯度为99.9％；TiC和TiN均为0.6μm的粉末，纯度均﹥99％；MgO均为2μm的MgO粉末，纯度均≧98％。所述的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照该材料的组成质量百分比进行配料；(2)将上述配料进行混合，得到的混合粉末以无水乙醇为介质进行球磨，球磨转速为1000r/min，时间为48h；(3)将球磨混合好的浆料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥的温度为200℃，干燥时间2h，干燥之后的粉料用200目分样筛过筛；(4)过筛之后的混合粉料，放入真空烧结炉中烧结，其中烧结方式为：将真空烧结炉温度加热到800℃，保温30min；再将真空烧结炉加热到1600℃，保温30min；最后加热到1800℃，保温2h，最后得到陶瓷刀具材料。综上所述的实施例中烧结方式采用分段升温的烧结工艺，有助于排除陶瓷粉体中残留的气体和挥发物质，保证坯体的充分收缩，提高烧结体致密度，从而提高陶瓷刀具材料的力学性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷刀具材料，其特征在于，该材料的组成按质量百分比为：TiC为18～22％、TiN为5～10％、MgO为0.5～5.5％、Mo为0.5～1.5％、Ni为1～2％，其余均为Al

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷刀具材料，其特征在于，该材料的组成按质量百分比为：TiC为18～22％、TiN为5～10％、MgO为0.5～5.5％、Mo为0.5～1.5％、Ni为1～2％，其余均为Al2O3。


2.根据权利要求1所述的一种陶瓷刀具材料，其特征在于：所述Al2O3为0.5～0.8μm的Al2O3粉末，其纯度为99.9％。


3.根据权利要求1所述的一种陶瓷刀具材料，其特征在于：所述TiC和TiN均为0.3～0.6μm的粉末，纯度均﹥99％。


4.根据权利要求1所述的一种陶瓷刀具材料，其特征在于：所述MgO均为1～2μm的MgO粉末，纯度均≧98％。


5.一种陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1中的质量百分比进行配料；
(2)将上述配料进行混合，得到的混合粉末以无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：方小山，诸玉根，方正林，
申请(专利权)人：南京鼎久机械装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32