一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷，由下列重量份的原料制成：石英8-12、氧化鋯35-40、CeO1-2、磷酸鋅1-2、ZnO5-10、K2O0.8-1.4、氰脲酸0.5-0.7、三縮水甘油酯0.4-0.6、羥丙基淀粉0.8-1、氧化銦錫1-1.4、乙醇適量、氮化硅45-50、六偏磷酸鈉0.8-1.2、去離子水適量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助劑3-4；本發(fā)明的陶瓷制作工藝精良，瓷質(zhì)細(xì)膩，韌性好，造型容易；通過添加氧化銦錫，大大增加了陶瓷的導(dǎo)熱性，防止摩擦過熱，損壞設(shè)備，延長了刀具的使用壽命，降低了成本；通過使用CeO，增加了陶瓷的耐磨性；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】 一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷刀具材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷及其制備方法。

【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(yán)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高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷及其制備方法，該陶瓷制作工藝精良，瓷質(zhì)細(xì)膩，韌性好，造型容易，導(dǎo)熱性好，防止摩擦過熱，損壞設(shè)備，延長了刀具的使用壽命，降低了成本，耐磨性好。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:石英8-12、氧化鋯 35-40、Ce01-2、磷酸鋅 1-2、Zn05_10、K20 0.8-1.4、氰脲酸 0.5-0.7、三縮水甘油酯0.4-0.6、羥丙基淀粉0.8-1、氧化銦錫1-1.4、乙醇適量、氮化硅45-50、六偏磷酸鈉
0.8-1.2、去離子水適量、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]所述高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將氮化硅、石英混合，球磨，過325目篩，得到顆粒；
(2)將氧化鋯、磷酸鋅、氧化銦錫、ZnO混合，球磨，過280目篩，得到顆粒；
(3)將氰脲酸、三縮水甘油酯、羥丙基淀粉、六偏磷酸鈉與前兩步得到的顆?；旌?，加入20-25%重量份的去離子水、3-5%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)明的陶瓷制作工藝精良，瓷質(zhì)細(xì)膩，韌性好，造型容易；通過添加氧化銦錫，大大增加了陶瓷的導(dǎo)熱性，防止摩擦過熱，損壞設(shè)備，延長了刀具的使用壽命，降低了成本；通過使用CeO，增加了陶瓷的耐磨性；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]—種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷，由下列重量份(公斤)的原料制成:石英11、氧化鋯38、CeOl.5、磷酸鋅1.5、Zn08、K20 1.1、氰脲酸0.6、三縮水甘油酯0.5、羥丙基淀粉0.9、氧化銦錫1.2、乙醇適量、氮化硅48、六偏磷酸鈉1、去離子水適量、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]所述高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)將氮化硅、石英混合，球磨，過325目篩，得到顆粒；
(2)將氧化鋯、磷酸鋅、氧化銦錫、ZnO混合，球磨，過280目篩，得到顆粒；
(3)將氰脲酸、三縮水甘油酯、羥丙基淀粉、六偏磷酸鈉與前兩步得到的顆?；旌希尤?2%重量份的去離子水、4%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3.6倍重量份的去離子水、聚乙二醇，球磨2.5小時，在115°C下烘干，過40目篩，在1610°C下熱壓，熱壓壓力為26MPa，熱壓時間為56分鐘，即得。
[0009]實驗數(shù)據(jù):
該實施例陶瓷的維氏硬度為92GPa，抗彎強度為1032MPa，斷裂韌性為13MPa.m1/2。
【權(quán)利要求】
1.一種高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:石英8-12、氧化鋯 35-40、CeOl-2、磷酸鋅 1-2、Zn05_10、K20 0.8-1.4、氰脲酸 0.5-0.7、三縮水甘油酯0.4-0.6、羥丙基淀粉0.8-1、氧化銦錫1-1.4、乙醇適量、氮化硅45-50、六偏磷酸鈉0.8-1.2、去離子水適量、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所述高導(dǎo)熱性切削刀具陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將氮化硅、石英混合，球磨，過325目篩，得到顆粒； (2)將氧化鋯、磷酸鋅、氧化銦錫、ZnO混合，球磨，過280目篩，得到顆粒； (3)將氰脲酸、三縮水甘油酯、羥丙基淀粉、六偏磷酸鈉與前兩步得到的顆粒混合，加入20-25%重量份的去離子水、3-5%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】C04B35/48GK104402435SQ201410580572
【公開日】2015年3月11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