一种切削刀具用硼化锆陶瓷及其制备方法技术

一种切削刀具用硼化锆陶瓷，由下列重量份的原料制成：硼化锆80-90、膨润土2-3、氯化镁3-4、硼酸3-4、硝酸镁0.2-0.3、水镁石3-4、拟薄水铝石1.5-2、氧化铋2-3、乙醇适量、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助剂4-5；本发明专利技术的陶瓷耐高温性好,常温和高温下强度均很高，耐热震性好,电阻小,高温下抗氧化，适用于制作切削工具，能够切割高硬度的材料；通过使用本发明专利技术的抗磨助剂，能够增加陶瓷的耐磨性和耐热性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷刀具材料领域，尤其涉及。
技术介绍
目前切削钢材、铸铁、合金钢材及不锈钢材等普遍采用碳化物基的硬质合金(WC - Co、WC - TiC - Co)。对于某些特殊材料也采用硬度最高的金刚石及立方氮化硼(CBN)，但它们的强度比硬质合金较低，且金刚石工具不利于切削钢铁材料，因为碳质元素的金刚石易与铁元素反应生成碳化铁，而使金刚石损耗。而陶瓷刀具对铁基等很多材料都不起反应，对加工冷硬铸铁、司太立合金、耐热镍基合金等具有较好的性能。 目前陶瓷刀具有很多优良的性能，具有高硬度、高密度、耐高温，抗磁化、抗氧化、耐腐蚀性强、化学稳定性好、高耐磨性等特点,但是这些陶瓷成本较高,种类少,还需要进一步研究新的陶瓷材料，降低成本，同时改进陶瓷刀具的韧性、散热性、抗弯折、抗磨等使用性倉泛。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该陶瓷耐高温性好，常温和高温下强度均很高，耐热震性好，电阻小，高温下抗氧化，适用于制作切削工具，能够切割高硬度的材料。 本专利技术的技术方案如下:一种切削刀具用硼化锆陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:硼化锆80-90、膨润土 2_3、氯化续3_4、硼酸3_4、硝酸续0.2-0.3、水续石3_4、拟薄水招石1.5_2、氧化秘 2-3、乙醇适量、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助剂4_5 ；所述抗磨助剂由下列重量份的原料制成:氧化镧0.2-0.3、纳米氧化锆0.6-0.9、三氧化二钇0.4-0.5、纳米氧化铝0.3-0.5、醋酸5-7、硝酸钇0.3-0.5、氧氯化锆3-3.5,1-2%盐酸溶液适量、水适量；制备方法为:将硝酸钇、氧氯化锆加入24-30重量份的水中，搅拌溶解后滴加醋酸，磁力搅拌4-5个小时，加入纳米氧化锆、纳米氧化铝，继续搅拌2-3个小时，置于室温下1-2天，再边搅拌边加入三氧化二钇、氧化镧，搅拌2-3个小时，在120-130°C油浴中搅拌至干燥，送入煅烧炉，在氮气氛围中，1200-1500°C下煅烧50-60分钟，加入2-3倍重量份的1-2%盐酸溶液洗涤2-3次，水洗至中性，烘干，粉碎，过100目筛，即得。 所述切削刀具用硼化锆陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤:(1)将膨润土、拟薄水铝石混合后球磨，过100目筛，加入4-5倍重量份的去离子水，搅拌后加热至70-80°C，搅拌10-15分钟，再加入氯化镁、硼酸、硝酸镁，继续搅拌30-40分钟，喷雾干燥，得到颗粒，再送入煅烧炉中，在氮气氛围中，在700-800°C下煅烧40-50分钟，粉碎，过200目筛，得到颗粒；(2)将硼化锆、水镁石、氧化铋混合，加入0.8-1倍重量份的乙醇，球磨至200目以下，干燥，得到颗粒；(3)将前两步得到的颗粒与除聚丙烯酸、聚乙二醇以外的其他剩余成分混合，取混合材料的3-4倍重量份的去离子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，搅拌均匀，加入混合材料，球磨1-2小时，超声分散13-17分钟，在110-120°C下烘干，过40目筛，得到颗粒；(4)将第(3)步得到的颗粒在氮气氛围中，在1810-1970°C下热压，热压压力为25-30MPa，热压时间为40-50分钟，自然冷却，即得。 本专利技术的有益效果本专利技术的陶瓷耐高温性好，常温和高温下强度均很高，耐热震性好，电阻小，高温下抗氧化，适用于制作切削工具，能够切割高硬度的材料；通过使用本专利技术的抗磨助剂，能够增加陶瓷的耐磨性和耐热性。 【具体实施方式】 一种切削刀具用硼化锆陶瓷，由下列重量份(公斤)的原料制成:硼化锆85、膨润土 2.5、氯化镁3.5、硼酸3.5、硝酸镁0.2、水镁石3.5、拟薄水铝石1.8、氧化铋2.5、乙醇适量、去离子水适量、聚丙烯酸1.5、聚乙二醇1.4、抗磨助剂4.5 ；所述抗磨助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:氧化镧0.2、纳米氧化锆0.8、三氧化二钇0.4、纳米氧化铝0.4、醋酸6、硝酸钇0.4、氧氯化锆3.3、1.5%盐酸溶液适量、水适量；制备方法为:将硝酸钇、氧氯化锆加入27重量份的水中，搅拌溶解后滴加醋酸，磁力搅拌4.5个小时，加入纳米氧化锆、纳米氧化铝，继续搅拌2.5个小时，置于室温下1.5天，再边搅拌边加入三氧化二钇、氧化镧，搅拌2.5个小时，在125°C油浴中搅拌至干燥，送入煅烧炉，在氮气氛围中，1400°C下煅烧55分钟，加入2.5倍重量份的1.5%盐酸溶液洗涤3次，水洗至中性，烘干，粉碎，过100目筛，即得。 所述切削刀具用硼化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤:(1)将膨润土、拟薄水铝石混合后球磨，过100目筛，加入4.5倍重量份的去离子水，搅拌后加热至75°C，搅拌13分钟，再加入氯化镁、硼酸、硝酸镁，继续搅拌35分钟，喷雾干燥，得到颗粒，再送入煅烧炉中，在氮气氛围中，在750°C下煅烧45分钟，粉碎，过200目筛，得到颗粒；(2)将硼化锆、水镁石、氧化铋混合，加入0.9倍重量份的乙醇，球磨至200目以下，干燥，得到颗粒；(3)将前两步得到的颗粒与除聚丙烯酸、聚乙二醇以外的其他剩余成分混合，取混合材料的3.5倍重量份的去离子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，搅拌均匀，加入混合材料，球磨1.5小时，超声分散15分钟，在115°C下烘干，过40目筛，得到颗粒；(4)将第(3)步得到的颗粒在氮气氛围中，在1850°C下热压，热压压力为28MPa，热压时间为45分钟，自然冷却，即得。 实验数据:该实施例陶瓷的维氏硬度为102GPa，抗弯强度为1203MPa，断裂韧性为16MPa.m1/2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削刀具用硼化锆陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成：硼化锆80‑90、膨润土2‑3、氯化镁3‑4、硼酸3‑4、硝酸镁0.2‑0.3、水镁石3‑4、拟薄水铝石1.5‑2、氧化铋2‑3、乙醇适量、去离子水适量、聚丙烯酸1‑1.5、聚乙二醇1.2‑1.6、抗磨助剂4‑5；所述抗磨助剂由下列重量份的原料制成：氧化镧0.2‑0.3、纳米氧化锆0.6‑0.9、三氧化二钇0.4‑0.5、纳米氧化铝0.3‑0.5、醋酸5‑7、硝酸钇0.3‑0.5、氧氯化锆3‑3.5、1‑2%盐酸溶液适量、水适量；制备方法为：将硝酸钇、氧氯化锆加入24‑30重量份的水中，搅拌溶解后滴加醋酸，磁力搅拌4‑5个小时，加入纳米氧化锆、纳米氧化铝，继续搅拌2‑3个小时，置于室温下1‑2天，再边搅拌边加入三氧化二钇、氧化镧，搅拌2‑3个小时，在120‑130℃油浴中搅拌至干燥，送入煅烧炉，在氮气氛围中，1200‑1500℃下煅烧50‑60分钟，加入2‑3倍重量份的1‑2%盐酸溶液洗涤2‑3次，水洗至中性，烘干，粉碎，过100目筛，即得。

【技术特征摘要】
1.一种切削刀具用硼化锆陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成:硼化锆80-90、膨润土 2_3、氯化续3_4、硼酸3_4、硝酸续0.2-0.3、水续石3_4、拟薄水招石1.5_2、氧化秘2-3、乙醇适量、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.5、聚乙二醇1.2-1.6、抗磨助剂4_5 ； 所述抗磨助剂由下列重量份的原料制成:氧化镧0.2-0.3、纳米氧化锆0.6-0.9、三氧化二钇0.4-0.5、纳米氧化铝0.3-0.5、醋酸5-7、硝酸钇0.3-0.5、氧氯化锆3-3.5,1-2%盐酸溶液适量、水适量；制备方法为:将硝酸钇、氧氯化锆加入24-30重量份的水中，搅拌溶解后滴加醋酸，磁力搅拌4-5个小时，加入纳米氧化锆、纳米氧化铝，继续搅拌2-3个小时，置于室温下1-2天，再边搅拌边加入三氧化二钇、氧化镧，搅拌2-3个小时，在120-130°C油浴中搅拌至干燥，送入煅烧炉，在氮气氛围中，1200-1500°C下煅烧50-60分钟，加入2-3倍重量份的1-2%盐酸溶液洗涤2-3次，水洗至中性，烘干，粉碎，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江玲，
申请(专利权)人：合肥皖为电气设备工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34