本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種高耐磨陶瓷刀具材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)界，金屬加工用切削刀具是一種非常重要的產(chǎn)品。常用刀具材料分為以下幾類：（1）高速鋼材料；（2）硬質(zhì)合金材料；（3）陶瓷刀具材料；（4）超硬刀具材料。陶瓷材料以其優(yōu)異的耐熱性、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性成為目前一種最有前途的高速切削刀具材料，在生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用前景。在高速切削領(lǐng)域和切削難加工材料方面扮演著越來越重要的角色。

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(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好性等特點(diǎn)，但是還是存在易碎、抗磨性能有限等缺點(diǎn)，需要改進(jìn)，同時(shí)需要不斷降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)最大利益，促進(jìn)科技進(jìn)步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高耐磨陶瓷刀具材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高耐磨陶瓷刀具材料，由以下重量份原料制成：氧化硅55-65、廢舊玻璃碎料7-9、蛇紋石尾礦10-12、高爐礦渣5-7、氧化銅1-3、鋼渣微粉2-4、硼化鎢2-4、納米金剛石1-3、氧化鋁3-5、氧化釔2-4、鈦酸鉀鎂片晶1-3、甘油3-5、酚醛樹脂乳液2-4、聚乙烯醇2-4、藻酸丙二醇酯1-3、二氧化鈦4-6、斜鋯石2-4、石榴石3-5、鋁礬土12-14、硫化鐵2-3。

一種高耐磨陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化硅、廢舊玻璃碎料、蛇紋石尾礦、高爐礦渣、氧化銅、硼化鎢、氧化鋁、氧化釔、鈦酸鉀鎂片晶、斜鋯石、石榴石、鋁礬土混合后在940-980℃下煅燒1-3小時(shí)，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進(jìn)行球磨，球磨轉(zhuǎn)速為400-700r/min，球磨時(shí)間為8-10小時(shí)，得混合粉備用；

（2）將甘油、酚醛樹脂乳液、聚乙烯醇、藻酸丙二醇酯混合，在35-43℃下攪拌處理45-55分鐘后加入步驟（1）的混合粉，調(diào)制成漿后繼續(xù)處理25-35分鐘；

（3）將步驟（2）的漿液、二氧化鈦以及其他剩余成份混合，邊攪拌邊加熱，加熱至55-65℃時(shí)保溫20-30分鐘，干燥后球磨，球磨轉(zhuǎn)速為800-1000r/min，球磨時(shí)間為2-4小時(shí)；

（4）將步驟（3）中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時(shí)壓強(qiáng)為140-150MPa，壓制用時(shí)為6-8小時(shí)，然后以4-6℃/min的速率加熱至1525-1560℃，保溫1-2小時(shí)，冷卻至室溫，即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的陶瓷刀具材料通過對鋁礬土、蛇紋石尾礦等原料進(jìn)行煅燒，充分發(fā)揮了其高強(qiáng)度、高硬度以及室溫和高溫增摩的作用，斜鋯石、石榴石、鈦酸鉀鎂片晶等原料相互配合有利于穩(wěn)定摩察系數(shù)，增強(qiáng)材料的耐磨性，降低磨損，二氧化鈦則起到增加韌性、增強(qiáng)抗剪切能力的作用，本發(fā)明陶瓷刀具材料整體耐磨性好，強(qiáng)度高，使用壽命長。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，一種高耐磨陶瓷刀具材料，由以下重量份（kg）原料制成：氧化硅55、廢舊玻璃碎料7、蛇紋石尾礦10、高爐礦渣5、氧化銅1、鋼渣微粉2、硼化鎢2、納米金剛石1、氧化鋁3、氧化釔2、鈦酸鉀鎂片晶1、甘油3、酚醛樹脂乳液2、聚乙烯醇2、藻酸丙二醇酯1、二氧化鈦4、斜鋯石2、石榴石3、鋁礬土12、硫化鐵2。

一種高耐磨陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化硅、廢舊玻璃碎料、蛇紋石尾礦、高爐礦渣、氧化銅、硼化鎢、氧化鋁、氧化釔、鈦酸鉀鎂片晶、斜鋯石、石榴石、鋁礬土混合后在940℃下煅燒3小時(shí)，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進(jìn)行球磨，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間為10小時(shí)，得混合粉備用；

（2）將甘油、酚醛樹脂乳液、聚乙烯醇、藻酸丙二醇酯混合，在35℃下攪拌處理55分鐘后加入步驟（1）的混合粉，調(diào)制成漿后繼續(xù)處理25分鐘；

（3）將步驟（2）的漿液、二氧化鈦以及其他剩余成份混合，邊攪拌邊加熱，加熱至55℃時(shí)保溫30分鐘，干燥后球磨，球磨轉(zhuǎn)速為800r/min，球磨時(shí)間為4小時(shí)；

（4）將步驟（3）中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時(shí)壓強(qiáng)為140MPa，壓制用時(shí)為8小時(shí)，然后以4℃/min的速率加熱至1525℃，保溫2小時(shí)，冷卻至室溫，即得。

實(shí)施例2，一種高耐磨陶瓷刀具材料，由以下重量份（kg）原料制成：氧化硅60、廢舊玻璃碎料8、蛇紋石尾礦11、高爐礦渣6、氧化銅2、鋼渣微粉3、硼化鎢3、納米金剛石2、氧化鋁4、氧化釔3、鈦酸鉀鎂片晶2、甘油4、酚醛樹脂乳液3、聚乙烯醇3、藻酸丙二醇酯2、二氧化鈦5、斜鋯石3、石榴石4、鋁礬土13、硫化鐵2。

一種高耐磨陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化硅、廢舊玻璃碎料、蛇紋石尾礦、高爐礦渣、氧化銅、硼化鎢、氧化鋁、氧化釔、鈦酸鉀鎂片晶、斜鋯石、石榴石、鋁礬土混合后在960℃下煅燒2小時(shí)，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進(jìn)行球磨，球磨轉(zhuǎn)速為600r/min，球磨時(shí)間為9小時(shí)，得混合粉備用；

（2）將甘油、酚醛樹脂乳液、聚乙烯醇、藻酸丙二醇酯混合，在40℃下攪拌處理50分鐘后加入步驟（1）的混合粉，調(diào)制成漿后繼續(xù)處理30分鐘；

（3）將步驟（2）的漿液、二氧化鈦以及其他剩余成份混合，邊攪拌邊加熱，加熱至60℃時(shí)保溫25分鐘，干燥后球磨，球磨轉(zhuǎn)速為900r/min，球磨時(shí)間為3小時(shí)；

（4）將步驟（3）中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時(shí)壓強(qiáng)為145MPa，壓制用時(shí)為7小時(shí)，然后以5℃/min的速率加熱至1540℃，保溫1.5小時(shí)，冷卻至室溫，即得。

實(shí)施例3，一種高耐磨陶瓷刀具材料，由以下重量份（kg）原料制成：氧化硅65、廢舊玻璃碎料9、蛇紋石尾礦12、高爐礦渣7、氧化銅3、鋼渣微粉4、硼化鎢4、納米金剛石3、氧化鋁5、氧化釔4、鈦酸鉀鎂片晶3、甘油5、酚醛樹脂乳液4、聚乙烯醇4、藻酸丙二醇酯3、二氧化鈦6、斜鋯石4、石榴石5、鋁礬土14、硫化鐵3。

一種高耐磨陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化硅、廢舊玻璃碎料、蛇紋石尾礦、高爐礦渣、氧化銅、硼化鎢、氧化鋁、氧化釔、鈦酸鉀鎂片晶、斜鋯石、石榴石、鋁礬土混合后在980℃下煅燒1小時(shí)，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進(jìn)行球磨，球磨轉(zhuǎn)速為700r/min，球磨時(shí)間為8小時(shí)，得混合粉備用；

（2）將甘油、酚醛樹脂乳液、聚乙烯醇、藻酸丙二醇酯混合，在43℃下攪拌處理45分鐘后加入步驟（1）的混合粉，調(diào)制成漿后繼續(xù)處理35分鐘；

（3）將步驟（2）的漿液、二氧化鈦以及其他剩余成份混合，邊攪拌邊加熱，加熱至65℃時(shí)保溫20分鐘，干燥后球磨，球磨轉(zhuǎn)速為1000r/min，球磨時(shí)間為2小時(shí)；

（4）將步驟（3）中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時(shí)壓強(qiáng)為150MPa，壓制用時(shí)為6小時(shí)，然后以6℃/min的速率加熱至1560℃，保溫1小時(shí)，冷卻至室溫，即得。

上述實(shí)施例1-3制得的陶瓷刀具的主要性能檢測結(jié)果如下表所示：

表1 實(shí)施例1-3制得的陶瓷刀具的主要性能檢測結(jié)果