添加氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末的氮化硅基自润滑陶瓷刀具材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种添加氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末的氮化硅基自润滑陶瓷刀具材料的制备方法，原料组分体积百分比为：微米氮化硅57-70％，纳米氮化硅5-15％，微米碳化钛5-15％，氧化铝3.2％，氧化钇4.8％，氧化铝包覆六方氮化硼2-15％；包括步骤：先制备粒径4-12μm的氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末；称取微米氮化硅，纳米氮化硅，微米碳化钛，分别配成悬浮液，超声分散，混合，再加入氧化铝、氧化钇，超声分散15-20min；得复相悬浮液；球磨复相悬浮液，再加入氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末继续球磨，真空干燥得混合粉料；真空热压烧结成型。本发明制备的添加氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末的氮化硅基自润滑陶瓷刀具材料既能改善陶瓷刀具的力学性能，同时能兼顾自润滑性能。

主权项

一种添加氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末的氮化硅基自润滑陶瓷刀具材料的制备方法，原料组分体积百分比为：微米氮化硅57‑70％，纳米氮化硅5‑15％，微米碳化钛5‑15％，氧化铝3.2％，氧化钇4.8％，氧化铝包覆六方氮化硼2‑15％；包括步骤如下：(1)取粒径3‑10μm的六方氮化硼粉末和分散剂聚乙二醇混合于蒸馏水配成3‑8g/L的六方氮化硼悬浮液，分散剂添加量为六方氮化硼质量的3‑5％。加入pH值为4.5的乙酸‑乙酸钠缓冲溶液，超声分散并搅拌加热到30℃‑40℃，缓慢滴加Al³⁺浓度为0.1‑0.2mol/L的硝酸铝溶液，所述硝酸铝溶液的加入量按照摩尔比BN∶Al＝1∶0.5‑1计，再缓慢滴加氨水至反应液pH值为7.0‑7.5，滴加完毕保持温度30℃‑40℃反应1.5‑2.5h，然后静置陈化，沉淀过滤、清洗、离心、真空干燥得到表面包覆氢氧化铝的六方氮化硼复合粉末，经过真空煅烧，制得粒径4‑12μm的氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末；(2)按比例，分别称取微米氮化硅，纳米氮化硅，微米碳化钛，以适量无水乙醇为分散介质，分别配置成微米氮化硅、微米碳化钛悬浮液和纳米氮化硅悬浮液，充分搅拌的同时超声分散15‑20min；将分散好的微米氮化硅、微米碳化钛悬浮液和纳米氮化硅悬浮液混合，再按比例加入所述的氧化铝、氧化钇，充分搅拌并超声分散15‑20min；得复相悬浮液(3)将上述复相悬浮液倒入球磨罐中，充入氩气或者氮气作为保护气体，加入球磨球，球磨36‑48h，得球磨后混合物，按比例称取步骤(1)的氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末，以无水乙醇为分散介质，配成悬浮液，超声分散10min；将所得悬浮液加入球磨后的混合物中，充入氩气或者氮气作为保护气体，加入球磨球，继续球磨8‑12h。然后取出球磨液置于干燥箱中，在100‑120℃条件下真空干燥24‑36h；干燥完全后将所得混合粉料过200目筛，得混合粉料，密封备用；(4)采用真空热压烧结工艺，将步骤(3)制得的混合粉料压模烧结成型。