一种复合陶瓷锯片材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合陶瓷锯片材料，涉及陶瓷材料技术领域，所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB2 68%～75%、(W,Ti)C 18%～25%、Ni 4%～7%和Mo 1%～5%，本发明专利技术还公开了一种复合陶瓷锯片材料的制备方法，包括湿混球磨，真空干燥，过筛和热压烧结四个工艺步骤，该种方法制备出的复合陶瓷锯片材料抗弯性能好，断裂韧度高，不易断裂，且硬度高，耐磨性好，微观组织中粗大晶粒和气孔少，组织分布均匀，且制备工艺简单，易实现大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料
，具体涉及一种复合陶瓷锯片材料和一种复合陶瓷 锯片材料的制备方法。
技术介绍
切削加工是机械制造业中占主导地位的加工方法，刀具材料的发展对切削加工 的进步起决定性作用，陶瓷刀具因其具有高的耐磨性、耐热性、抗氧化性等优点，80年代 以来，已取得突破性进展，陶瓷刀具材料必将成为廿一世纪最主要的刀具材料之一，氮 化硅陶瓷由于具有高温下高强度、抗热震、抗蠕变和抗氧化等一系列优良性能，广泛应 用于切削刀具，但它也有明显的弱点，其韧性和抗弯强度较低、抗热震性能差，申请号为 CN201010220319. 7公开了一种梯度纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法，该刀具材料具有 五层对称梯度层次结构，相对于中心层对称的层中组分含量相同，相对中心层对称的层的 厚度也相同，梯度层厚度按第一层厚度/第二层厚度=第二层厚度/第三层厚度=0. 4确 定，其制备方法包括步骤：（1)按每层各组分的含量配料；（2)对各层中纳米颗粒进行分散； 将各层中其它材料与分散的纳米材料混料；(4)采用粉末分层铺填法和热压烧结工艺， 在真空环境中烧结，该专利技术提高了材料的抗弯强度和断裂韧性，而Ti(C，N)的梯度分层分 布，使得刀具材料的力学性能呈梯度阶梯变化，有效的缓解刀具表面残余热应力，但是该种 刀具材料抗弯强度和断裂韧度较低，制备方法复杂，实现大规模生产较难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种力学性能优异，制备工艺简单的复合陶瓷锯片 材料及其制备方法。 为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：所提供的一种复合陶瓷锯片材料， 所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB 2 68%~75%、（W, Ti)C 18%~25%、Ni 4%~7% 和 Mo 1% ~5%。 优选的，所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB2 73%、（W, Ti) C 20%、Ni 5%和 Mo 2%〇 一种复合陶瓷锯片材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进行，（1)湿混 球磨：将准备好的TiB 2、（W，Ti)、Ni和Mo等原料按比例配制好后放入聚氨酯桶内用硬质合 金球在球磨机上连续球磨45~50h ; (2)真空干燥：待步骤（1)中的混合料球磨好后将球磨 后的复合粉体放入真空干燥箱中干燥，控制干燥温度为100~ll〇°C，控制干燥时间为60~ 80min ; (3)过筛：将步骤（2)中干燥后的复合粉体通过100目的不锈钢筛网过筛，得到混合 均匀的复合粉体，然后封装备用；（4)热压烧结：将步骤（3)中得到的复合粉体装入模具中， 在热压炉中进行真空热压烧结成型。 优选的，所述步骤（1)中所用的原料在使用前均需要单独球磨95~98h。 优选的，所述步骤（1)的球磨工艺中，控制球料的质量比为（6~8) :1。 优选的，所述步骤（4)的热压烧结工艺具体为烧结开始后以75°C /min的升温速率 从20°C升至1280~1310°C，然后保温3~5min，保温结束后以50°C /min的升温速率升至 1640~1660°C，保温40~55min，控制热压烧结压力为28~35MPa。 采用本专利技术的技术方案，通过设计出新型的TiB2基复合陶瓷锯片材料体系，由于 添加相（W，Ti) C和基体相TiB2热膨胀系数及弹性模量失配，产生局部应力场，导致裂纹在 扩展过程中发生偏转，增加裂纹扩展路径，消耗更多扩展能量，提高了 TiB2基复合陶瓷刀 具材料的断裂韧度，且金属相主要分布在基体TiB2与添加相（W，Ti) C所形成的晶界上，具 有弥散强化的作用，制备出了高性能的TiB2S复合陶瓷锯片，在制备过程中通过严格控制 各个工艺过程中的工艺参数，进一步提高了其综合力学性能，且制备工艺简单，植被周期 短，可实现大规模生产。【附图说明】 图1为本专利技术所述的一种复合陶瓷锯片材料的制备方法的工艺流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。 实施例1: ，所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB2 70%、（W，Ti)C 22%、Ni 6% 和 Mo 2%。 一种复合陶瓷锯片材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进行，（1)湿混 球磨：将原料在使用前单独球磨95h，然后将准备好的TiB 2、（W，Ti)、Ni和Mo等原料按比例 配制好后放入聚氨酯桶内用硬质合金球在球磨机上连续球磨45h，控制球料的质量比为6 : 1 ; (2)真空干燥：待步骤（1)中的混合料球磨好后将球磨后的复合粉体放入真空干燥箱中 干燥，控制干燥温度为l〇〇°C，控制干燥时间为60~80min ; (3)过筛：将步骤（2)中干燥后 的复合粉体通过100目的不锈钢筛网过筛，得到混合均匀的复合粉体，然后封装备用； (4)热压烧结：将步骤（3)中得到的复合粉体装入模具中，在热压炉中进行真空热压烧 结成型，热压烧结工艺具体为烧结开始后以75°C /min的升温速率从20°C升至1280°C，然后 保温3min，保温结束后以50°C /min的升温速率升至1640°C，保温40min，控制热压烧结压 力为28MPa。 实施例2:其余与实施例1相同，不同之处在于所述复合陶瓷锯片材料的组份配 比包括TiB 2 73%、（W，Ti)C 20%、Ni 5%和Mo 2%;所述步骤（1)中，控制原料使用前的单独 球磨时间为96h，控制混合原料时的球磨时间为48h，控制球料的质量比为7 :1 ;所述步骤 (2)中，控制干燥温度为105°C，控制干燥时间为70°C ;所述步骤（4)中，烧结开始后升温 至1300°C，然后保温4min，保温结束后升温至1650°C，保温50min，控制热压烧结压力为 32MPa〇 实施例3:其余与实施例1相同，不同之处在于所述复合陶瓷锯片材料的组份配 比包括TiB2 75%、（W，Ti)C 20%、Ni 4%和Mo 1%;所述步骤（1)中，控制原料使用前的单独 球磨时间为97h，控制混合原料时的球磨时间为49h，控制球料的质量比为8 :1 ;所述步骤 (2)中，控制干燥温度为108°C，控制干燥时间为72°C ;所述步骤（4)中，烧结开始后升温 至1305°C，然后保温5min，保温结束后升温至1655°C，保温53min，控制热压烧结压力为 35MPa〇 经过以上工艺步骤后，取出陶瓷锯片样品，待测：【主权项】1. 一种复合陶瓷锯片材料，其特征在于：所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB2 68% ~75%、（W,Ti)C18% ~25%、Ni4% ~7% 和Mo1% ~5%。2. 根据权利要求1所述的一种复合陶瓷锯片材料，其特征在于：所述复合陶瓷锯片材 料的组份配比包括TiB2 73%、（W,Ti)C20%、Ni5% 和Mo2%。3. -种根据权利要求1或2的复合陶瓷锯片材料的制备方法，其特征在于：所述的制 备工艺按照以下步骤进行，（1)湿混球磨：将准备好的TiB2、(W,Ti)、Ni和Mo等原料按比例 配制好后放入聚氨醋桶内用硬质合金球在球磨机上连续球磨45~50h; (2)真空干燥：待 步骤（1)中的混合料球磨好后将球磨后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合陶瓷锯片材料，其特征在于：所述复合陶瓷锯片材料的组份配比包括TiB2 68%～75%、(W,Ti)C 18%～25%、Ni 4%～7%和Mo 1%～5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王楼锋，王志伟，楼群英，
申请(专利权)人：浙江阿波罗工具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33