多相高强度、高耐磨氮化硅陶瓷刀具材料及刀具的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于加工铸铁及合金的多相高强高耐磨的氮化硅陶瓷刀具材料的制备方法以及用该材料制成的陶瓷刀具制备方法。使用此方法通过原位生长α-sialon，减少晶间相，增强增韧陶瓷材料，得到的材料室温下抗弯强度为900-1000MPa，断裂韧性为8-10MPa/m²，硬度为92-94.5HRA，采用本发明中的方法将陶瓷材料加工成刀具，在切削球墨铸铁QT450-10时600m/min的速度，切削长度1000米时，后刀面磨损小于0.4毫米，高于目前市场上商业化刀具的切削水平。

主权项

一种多相高强度高耐磨的氮化硅陶瓷刀具材料的制备方法，其步骤是：用重量百分比为94%‑96%的α‑ Si₃N₄粉末；1%的β‑Si₃N₄晶种，长径比2:1‑5:1；2wt%‑3.5wt%的三种及以上稀土金属氧化物助剂，稀土金属氧化物的金属离子半径成阶梯型分布，包括Y₂O₃ ,La₂O₃ ,Yb₂O₃；1wt%‑2wt%的次致密化助剂MgO、Al₂O₃和AlN的混合物；混合，球磨，烘干后放入石墨磨具中在热压烧结炉中10‑15MPa的压力下，在N₂中升温至1400℃‑1450℃下保温3‑5min，再升温至1750‑1800℃保温20‑40min后，在1300℃退火1小时。