一种梯度纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷材料技术领域，涉及一种梯度纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法。该刀具材料具有五层对称梯度层次结构，相对于中心层对称的层中组分含量相同，相对中心层对称的层的厚度也相同，梯度层厚度按第一层厚度/第二层厚度＝第二层厚度/第三层厚度＝0.4确定。其制备方法包括步骤：(1)按每层各组分的含量配料；(2)对各层中纳米颗粒进行分散；(3)将各层中其它材料与分散的纳米材料混料；(4)采用粉末分层铺填法和热压烧结工艺，在真空环境中烧结。本发明专利技术提高了材料的抗弯强度和断裂韧性，而Ti(C，N)的梯度分层分布，使得刀具材料的力学性能呈梯度阶梯变化，有效的缓解刀具表面残余热应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷材料
，涉及。
技术介绍
切削加工是机械制造业中占主导地位的加工方法，刀具材料的发展对切削加工的进步起决定性作用，陶瓷刀具因其具有高的耐磨性、耐热性、抗氧化性等优点，80年代以来，已取得突破性进展，陶瓷刀具材料必将成为廿一世纪最主要的刀具材料之一(艾兴，刘战强，赵军，邓建新，宋世学.高速切削刀具材料的进展和未来。制造技术与机床，2001， (8) :21-25)。氮化硅陶瓷由于具有高温下高强度、抗热震、抗蠕变和抗氧化等一系列优良性能，广泛应用于切削刀具，但它也有明显的弱点，其韧性和抗弯强度较低、抗热震性能差。 Sialon基陶瓷材料的耐磨性和化学稳定性都高于氮化硅基陶瓷材料，它的抗弯强度、冲击韧性和抗断裂韧性、抗热振性、抗热冲击性都高于氧化铝基陶瓷材料，并有极高的高温硬度，是一种综合性能极佳的陶瓷材料。在陶瓷材料中加入纳米颗粒可以有效提高复合陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性 (M. Sternitzke. Review !Structural Ceramic Nanocomposites. J. Eur. Ceram. Soc， 1997,17 :1061-10本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种梯度纳米复合陶瓷刀具材料，具有对称梯度层次结构，其特征是：层数为五层，相对于中心层对称的层中组分含量相同，相对中心层对称的层的厚度也相同；第一层和第五层的组分按体积百分比均为５３．２５％～５７％的微米Ｓｉ３Ｎ４、１７．７５％～１９％的纳米Ｓｉ３Ｎ４、７％～１０％的纳米Ａｌ２Ｏ３、３％～５％的微米ＡｌＮ、１０％的微米ＴｉＣＮ和４％的微米Ｙ２Ｏ３，第二层和第四层的组分按体积百分比均为５７．７５％的微米Ｓｉ３Ｎ４、１９．２５％的纳米Ｓｉ３Ｎ４、１５％的微米ＴｉＣＮ、３．２％的微米Ａｌ２Ｏ３和４．８％的微米Ｙ２Ｏ３，第三层的组分按体积百分比为５４％的微米Ｓｉ３Ｎ４、１８％的纳米Ｓｉ３Ｎ４、２０...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑光明，赵军，周咏辉，高中军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88