一種切削刀具用抗磨特種陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種切削刀具用抗磨特種陶瓷,由下列重量份的原料制成:氧化鉻8-12、氧化錫12-14、鈉閃石13-15、Nb2O518-22、Ta2O55-7、氣相三氧化二鋁24-27、鎂電氣石9-11、瓷土20-25、十二烷基苯磺酸鈉0.7-1.2、氧化鎂1-2、磷酸酯0.4-0.6、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助劑3-4;本發(fā)明的陶瓷抗折強度大于50MPa,1000℃至25℃間循環(huán)急冷抗熱震次數(shù)大于35次的性能,適用于切削刀具,使用壽命長,成本低;通過添加氣相三氧化二鋁、Nb2O5、Ta2O5,增加了陶瓷的細膩和致密性,增加耐磨性;通過使用本發(fā)明的耐磨助劑,能夠增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐熱性。
【專利說明】 一種切削刀具用抗磨特種陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷刀具材料領(lǐng)域,尤其涉及一種切削刀具用抗磨特種陶瓷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高新技術(shù)的發(fā)展,機械加工業(yè)對刀具材料提出了更為嚴格而苛刻的要求,現(xiàn)在需要加工硬度更高的材料、需要更高的切削效率、加工精度也要求高了,這就要求提高刀具的性能,傳統(tǒng)的高速鋼等切削材料硬度不夠,而且浪費稀缺的鑰、鎳等資源,因此陶瓷刀具應(yīng)運而生。陶瓷切削工具具備了高硬度、高密度、耐高溫,抗磁化、抗氧化、耐腐蝕性強、化學(xué)穩(wěn)定性好、高耐磨性等特點,但是還是存在易碎、散熱性差、抗熱震性差、抗磨性能有限等缺點,需要改進,同時需要不斷降低生產(chǎn)成本,實現(xiàn)企業(yè)最大利益,促進科技進步。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種切削刀具用抗磨特種陶瓷及其制備方法,該陶瓷抗折強度大于50MPa,1000°C至25°C間循環(huán)急冷抗熱震次數(shù)大于35次的性能,適用于制作切削刀具,使用壽命長,成本低,該陶瓷細膩、致密性好,耐磨性好。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種切削刀具用抗磨特種陶瓷,其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化鉻8-12、氧化錫12-14、鈉閃石13-15、Nb205 18-22、Ta205 5-7、氣相三氧化二鋁24-27、鎂電氣石
9-11、瓷土 20-25、十二烷基苯磺酸鈉0.7-1.2、氧化鎂1_2、磷酸酯0.4-0.6、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助劑3-4 ;
所述耐磨助劑由下列重量份的原料制成:氮化硅1-1.4、氮化鋁1-1.4、氮化鈦1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化鋯1-2、金剛石粉1-2、氧化鉿0.3-0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh_550 1_2、氮化銀0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6_9、水7_11 ;制備方法為:將乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入水中,攪拌均勻,再加入氧化鋯、碳化硅,加熱至70-80°C,攪拌反應(yīng)20-30分鐘,再加入其他剩余成分,攪拌10-20分鐘,超聲分散6-8分鐘,過濾,烘干,粉碎,過40目篩,在氮氣氛圍下,1380-144(TC下煅燒30-40分鐘,粉碎,過40目篩,SP得。
[0005]所述切削刀具用抗磨特種陶瓷的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
(1)將鈉閃石、鎂電氣石、瓷土混合,球磨,過280目篩,得到顆粒;
(2)將氧化鉻、氧化錫、Nb205、Ta205混合,球磨,過300目篩,得到顆粒;
(3)將十二烷基苯磺酸鈉、氧化鎂、磷酸酯與前兩步得到的顆?;旌?,加入20-25%重量份的去離子水、7-10%重量份的乙醇,混合成泥狀,送入球磨機中球磨2-3個小時,干燥,送入煅燒爐中,在800-900°C下煅燒1-2小時,取出粉碎,過300目篩,得到顆粒;
(4)將第(3)步得到的顆粒與其他剩余成分混合,加入3-4倍重量份的去離子水、聚乙二醇,球磨2-3小時,在110-120°C下烘干,過40目篩,在1580_1640°C下熱壓,熱壓壓力為20-30MPa,熱壓時間為50-60分鐘,即得。
[0006]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的陶瓷抗折強度大于50MPa,1000°C至25°C間循環(huán)急冷抗熱震次數(shù)大于35次的性能,適用于切削刀具,使用壽命長,成本低;通過添加氣相三氧化二鋁、Nb205、Ta205,增加了陶瓷的細膩和致密性,增加耐磨性;通過使用本發(fā)明的耐磨助劑,能夠增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐熱性。
【具體實施方式】
[0007]—種切削刀具用抗磨特種陶瓷,由下列重量份(公斤)的原料制成:氧化鉻10、氧化錫13、鈉閃石14、Nb205 20、Ta205 6、氣相三氧化二鋁25、鎂電氣石10、瓷土23、十二烷基苯磺酸鈉1、氧化鎂1.5、磷酸酯0.5、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.8、耐磨助劑3.5 ;
所述耐磨助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:氮化硅1.2、氮化鋁1.2、氮化鈦1.2、氮化碳0.6、氧化鋯1.5、金剛石粉1.5、氧化鉿0.3、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 1.5、氮化銀0.8、碳化硅1.5、聚丙烯酸酯0.5、乙醇7、水9 ;制備方法為:將乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入水中,攪拌均勻,再加入氧化錯、碳化娃,加熱至75°C,攪拌反應(yīng)25分鐘,再加入其他剩余成分,攪拌15鐘,超聲分散7分鐘,過濾,烘干,粉碎,過40目篩,在氮氣氛圍下,1420°C下煅燒35分鐘,粉碎,過40目篩,即得。
[0008]所述切削刀具用抗磨特種陶瓷的制備方法,包括以下步驟:
(1)將鈉閃石、鎂電氣石、瓷土混合,球磨,過280目篩,得到顆粒;
(2)將氧化鉻、氧化錫、Nb205、Ta205混合,球磨,過300目篩,得到顆粒;
(3)將十二烷基苯磺酸鈉、氧化鎂、磷酸酯與前兩步得到的顆?;旌?,加入23%重量份的去離子水、8%重量份的乙醇,混合成泥狀,送入球磨機中球磨2.5個小時,干燥,送入煅燒爐中,在850°C下煅燒1.5小時,取出粉碎,過300目篩,得到顆粒;
(4)將第(3)步得到的顆粒與其他剩余成分混合,加入20%重量份的去離子水,練泥,球磨17小時,造型,在室溫下放置22小時,在65°C下干燥5.5小時,在810°C下預(yù)燒2.5小時,再在1400°C下煅燒5.5小時,自然冷卻至室溫,即得。
[0009]實驗數(shù)據(jù):
該實施例陶瓷的維氏硬度為98GPa,抗彎強度為1178MPa,斷裂韌性為13MPa.m1/2。
【權(quán)利要求】
1.一種切削刀具用抗磨特種陶瓷,其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化鉻8-12、氧化錫 12-14、鈉閃石 13-15、Nb205 18-22、Ta205 5-7、氣相三氧化二鋁 24-27、鎂電氣石9-11、瓷土 20-25、十二烷基苯磺酸鈉0.7-1.2、氧化鎂1_2、磷酸酯0.4-0.6、去離子水適量、乙醇適量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助劑3-4 ; 所述耐磨助劑由下列重量份的原料制成:氮化硅1-1.4、氮化鋁1-1.4、氮化鈦1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化鋯1-2、金剛石粉1-2、氧化鉿0.3-0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 1_2、氮化銀0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6-9、水7-11 ;制備方法為:將乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入水中,攪拌均勻,再加入氧化鋯、碳化硅,加熱至70-80°C,攪拌反應(yīng)20-30分鐘,再加入其他剩余成分,攪拌10-20分鐘,超聲分散6-8分鐘,過濾,烘干,粉碎,過40目篩,在氮氣氛圍下,1380-1440°C下煅燒30-40分鐘,粉碎,過40目篩,SP得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述切削刀具用抗磨特種陶瓷的制備方法,其特征在于包括以下步驟: (1)將鈉閃石、鎂電氣石、瓷土混合,球磨,過280目篩,得到顆粒; (2)將氧化鉻、氧化錫、Nb205、Ta205混合,球磨,過300目篩,得到顆粒; (3)將十二烷基苯磺酸鈉、氧化鎂、磷酸酯與前兩步得到的顆?;旌?,加入20-25%重量份的去離子水、7-10%重量份的乙醇,混合成泥狀,送入球磨機中球磨2-3個小時,干燥,送入煅燒爐中,在800-900°C下煅燒1-2小時,取出粉碎,過300目篩,得到顆粒; (4)將第(3)步得到的顆粒與其他剩余成分混合,加入3-4倍重量份的去離子水、聚乙二醇,球磨2-3小時,在110-120°C下烘干,過40目篩,在1580-1640°C下熱壓,熱壓壓力為20-30MPa,熱壓時間為50-60分鐘,即得。
【文檔編號】C04B35/622GK104370534SQ201410580934
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】席少非 申請人:合肥市東廬機械制造有限公司