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一種碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12450998閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料,其特征在于,按照質(zhì)量百分比計(jì),由以下組分制成:碳化硼50.0~58.0%、氮化鈦21.3~24%、氧化鋁11.0~13.8%、氧化鑭1.0~1.8%、氧化鈧3.2~3.8%、氧化硼1.8~2.2%、氧化鈦1.6~2.0%、氧化硅2.1~2.4%;其中碳化硼由粒徑為5~15nm的納米碳化硼粉體和粒徑為15~25μm的微米碳化硼粉體按照質(zhì)量比1:0.14~0.16的比例混合而成;氮化鈦和氧化鋁的粒徑均為15~25nm;氧化鑭和氧化鈧的粒徑均為50~100nm;氧化硼、氧化鈦和氧化硅的粒徑均為5~50nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料,其特征在于,按照質(zhì)量百分比計(jì),由以下組分制成:碳化硼53.0~55.0%、氮化鈦22.5~23.5%、氧化鋁12.0~12.5%、氧化鑭1.3~1.5%、氧化鈧3.4~3.6%、氧化硼1.9~2.1%、氧化鈦1.7~1.9%、氧化硅2.2~2.3%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料,其特征在于,按照質(zhì)量百分比計(jì),由以下組分制成:碳化硼54.0%、氮化鈦22.8%、氧化鋁12.2%、氧化鑭1.4%、氧化鈧3.5%、氧化硼2.0%、氧化鈦1.8%、氧化硅2.3%。

4.一種如權(quán)利要求1~3任一所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)按比例稱取各原料粉末,將稱量好的粉末置于球磨罐中進(jìn)行球磨混料,按照料:氧化鋯球:無水乙醇的質(zhì)量比為1:2~6:1~1.5的比例加入氧化鋯球和無水乙醇,利用行星式球磨機(jī)使其充分混勻,球磨速度為400~500r/min,球磨時(shí)間為8~12h;

(2)將球磨好的粉料置于溫度為65~85℃的烘箱中加熱蒸干,邊蒸發(fā)邊攪拌,直至無水乙醇全部揮發(fā)完畢,再將烘干后的混合料磨碎,并用180~200目篩網(wǎng)過篩;

(3)將過篩后的混合料通過噴霧干燥工藝進(jìn)行造粒,然后將造粒的粉體放入模具進(jìn)行成型,最后通過冷等靜壓工藝獲得陶瓷模具素坯;

(4)采用兩步保溫法進(jìn)行氣壓燒結(jié),具體包括以下步驟:

41)將陶瓷模具素坯放入石墨坩堝,在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行氣壓燒結(jié);

42)首先以10~15℃/min的升溫速率升溫至900~1000℃;

43)繼續(xù)以3~5℃/min的升溫速率升溫至1200~1240℃,并在此溫度下保溫1~2h;

44)然后以3~5℃/min的升溫速率升溫至1350~1450℃,并在此溫度下保溫2~5h;

45)隨爐冷卻至100℃以下,取出,即得所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟(1)中,料:氧化鋯球:無水乙醇的質(zhì)量比為1:5:1.2,球磨速度為450r/min,球磨時(shí)間為10h。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟(4)中,氮?dú)鈿夥諡?.5~10atm的氮?dú)狻?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟42)中,氮?dú)鈿夥諡?.5atm的氮?dú)猓凰龅牟襟E43)中,氮?dú)鈿夥諡?atm的氮?dú)猓凰龅牟襟E44)中,氮?dú)鈿夥諡?atm的氮?dú)狻?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟43)中,以3℃/min的升溫速率升溫至1220℃,保溫2h。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硼基復(fù)合陶瓷模具材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟44)中,以5℃/min的升溫速率升溫至1390~1395℃,保溫3h。

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