一种微米-纳米多尺度复合陶瓷刀具材料及其制备工艺

摘要

本发明涉及到陶瓷材料及其制备工艺，尤其是涉及一种微米-纳米多尺度复合陶瓷刀具材料及其制备工艺。材料质量比为：Al₂O₃,0.5μm：44.1-65.9%；TiC,0.5μm：28.4-42.5%；TiC,40nm：5.7-7.4%；Co：0-6.0%；制备工艺为：将按比例的纳米TiC在酒精中超声分散10min；加入为纳米TiC质量0.5%的分散剂聚乙二醇，用NH₃.H₂O调节悬浮液的pH值至9.0；再超声分散20min；按比例称取微米Al₂O₃、微米TiC和钴同时加入分散后的纳米TiC悬浮液，装入缸式球磨机中，以氧化铝球湿混球磨48小时；在真空干燥箱中100℃-110℃下干燥、过100目筛，以40℃/min的速率升至400℃，再以80℃/min的速率升至1200℃，加16MPa压力保温10min；以50℃/min的速率升温至1600-1700℃后施加32MPa压力，保温10-30min后热压成型。本发明制备材料中的纳米颗粒分散均匀、致密度与综合力学性能优势明显，工艺先进，具有推广价值。

主权项

一种微米‑纳米多尺度复合陶瓷刀具材料的制备工艺，其特征为刀具材料各组分质量配比为wt.%：Al₂O₃,0.5μm：44.1%‑65.9%；TiC,0.5μm：28.4%‑42.5%；TiC,40nm：5.7%‑7.4%；Co：0‑6.0%；陶瓷刀具材料的制备工艺为：(1)将按比例称取的纳米TiC在酒精介质中超声分散加机械搅拌10min，制备纳米TiC悬浮液；(2)在纳米TiC悬浮液中，加入为纳米TiC质量0.5%的分散剂聚乙二醇，并用NH₃.H₂O调节悬浮液的pH值至9.0；(3)将调节好pH值的纳米TiC悬浮液超声分散加机械搅拌20min；(4)按比例称取微米Al₂O₃、微米TiC和钴同时加入分散后的纳米TiC悬浮液中，一起装入缸式球磨机中，以氧化铝球湿混球磨48小时；(5)将球磨后的混合料置于真空干燥箱中在100℃‑110℃下干燥，干燥后过100目筛筛选粉料；(6)在真空氛围下，以40℃/min的升温速率将温度升至400℃，然后以80℃/min的升温速率升至1200℃，并施加16MPa压力，并在此温度下保温10min；(7)以50℃/min的升温速率继续将烧结温度升至1600‑1700℃后施加32MPa压力，并在保温10‑30min的条件下热压成型。