本发明专利技术提供了一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料及其制备方法。组分包括：氧化铝、纳米氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁、纳米氮化钛、六偏磷酸钠、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、天然木蜡、乙烯基双硬脂酰胺、鲸蜡醇蓖麻油酸酯、钴粉、氟硅酸钠、无水乙醇。其制备方法为先将纳米氮化钛、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌，加入剩余组分，用球磨机进行球磨，然后放入烘箱中干燥，过筛，再装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压，最后进行烧结。本发明专利技术的氧化铝纳米陶瓷刀具材料具有卓越的力学性能，抗弯强度高，断裂韧度为大，韧性较佳，硬度较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料及其制备方法。
技术介绍
随着科技的发展，各行各业也在高速发展，其中机械行业也在飞速发展，而切削加工是机械加工中被应用最为广泛的技术之一，机械零件大部分都是以切削加工为主的。切削加工主要有常速切削和高速切削两种，而高速切削由于具有效率高、精度高、加工材料硬度高和费用低等优点已逐步取代常速切削，成为切削加工最主要的方法。但高速切削会使切削温度急剧升高，因此其对刀具材料有严格的要求，要求刀具材料具有耐热性好、硬度高、抗热冲击性能强等特点。因此，开发一种具有卓越的力学性能和热稳定性等的材料来满足高速切削的要求具有重要的现实意义。氧化铝是一种具有高硬度、高熔点、耐高温和价格低廉的材料，通过和其他材料复合，能得到具有高刚度、高强度和耐高温的材料，非常适合作为切削加工材料。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，具有卓越的力学性能，抗弯强度高，断裂韧度为大，韧性较佳，硬度较高。技术方案：一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝40-60份、纳米氧化铝5-10份、氮化铝2-5份、碳化硅2-5份、氧化镁3-6份、纳米氮化钛2-5份、六偏磷酸钠0.1-0.3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、苯基三甲氧基硅烷0.2-0.5份、天然木蜡0.1-0.2份、乙烯基双硬脂酰胺0.2-0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.1-0.2份、钴粉0.2-0.5份、氟硅酸钠0.1-0.3份、无水乙醇80-100份。进一步优选的，所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝45-55份、纳米氧化铝6-9份、氮化铝3-4份、碳化硅3-4份、氧化镁4-5份、纳米氮化钛3-4份、六偏磷酸钠0.15-0.25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1-1.6份、苯基三甲氧基硅烷0.3-0.4份、天然木蜡0.11-0.17份、乙烯基双硬脂酰胺0.3-0.4份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.12-0.18份、钴粉0.3-0.4份、氟硅酸钠0.15-0.25份、无水乙醇85-95份。上述氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法包括以下步骤：步骤1：将纳米氮化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌5-10分钟；步骤2：加入剩余组分，用球磨机进行球磨23-25小时，球料比为1:1；步骤3：放入烘箱中在温度70-90℃下干燥，过100目筛；步骤4：装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压；步骤5：进行烧结，将温度升至550-700℃，保温10-15分钟，压力32MPa；步骤6：继续升温，将温度升至1500-1700℃，保温15-30分钟，压力32MPa。进一步优选的，步骤1中搅拌时间为6-9分钟。进一步优选的，步骤2中球磨时间为23.5-24.5小时。进一步优选的，步骤3中温度75-85℃。进一步优选的，步骤5中温度为600-650℃，保温时间为11-14分钟。进一步优选的，步骤6中温度为15500-1650℃，保温时间为20-25分钟。有益效果：本专利技术的氧化铝纳米陶瓷刀具材料具有卓越的力学性能，其抗弯强度最佳可达到725MPa，断裂韧度为8.4MPa·m1/2，韧性较佳，硬度为21.4GPa，强度较高。具体实施方式实施例1一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝40份、纳米氧化铝5份、氮化铝2份、碳化硅2份、氧化镁3份、纳米氮化钛2份、六偏磷酸钠0.1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份、苯基三甲氧基硅烷0.2份、天然木蜡0.1份、乙烯基双硬脂酰胺0.2份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.1份、钴粉0.2份、氟硅酸钠0.1份、无水乙醇80份。上述氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法为：先将纳米氮化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌5分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨23小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度70℃下干燥，过100目筛，再装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压，最后进行烧结，将温度升至550℃，保温10分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1500℃，保温15分钟，压力32MPa。实施例2一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝45份、纳米氧化铝6份、氮化铝3份、碳化硅3份、氧化镁4份、纳米氮化钛3份、六偏磷酸钠0.15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1份、苯基三甲氧基硅烷0.3份、天然木蜡0.11份、乙烯基双硬脂酰胺0.3份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.12份、钴粉0.3份、氟硅酸钠0.15份、无水乙醇85份。上述氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法为：先将纳米氮化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌6分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨23.5小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度75℃下干燥，过100目筛，再装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压，最后进行烧结，将温度升至600℃，保温11分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1550℃，保温20分钟，压力32MPa。实施例3一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝50份、纳米氧化铝7.5份、氮化铝3.5份、碳化硅3.5份、氧化镁4.5份、纳米氮化钛3.5份、六偏磷酸钠0.2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、苯基三甲氧基硅烷0.35份、天然木蜡0.15份、乙烯基双硬脂酰胺0.35份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.15份、钴粉0.35份、氟硅酸钠0.2份、无水乙醇90份。上述氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法为：先将纳米氮化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌7.5分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨24小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度80℃下干燥，过100目筛，再装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压，最后进行烧结，将温度升至600℃，保温13分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1600℃，保温23分钟，压力32MPa。实施例4一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝55份、纳米氧化铝9份、氮化铝4份、碳化硅4份、氧化镁5份、纳米氮化钛4份、六偏磷酸钠0.25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.6份、苯基三甲氧基硅烷0.4份、天然木蜡0.17份、乙烯基双硬脂酰胺0.4份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.18份、钴粉0.4份、氟硅酸钠0.25份、无水乙醇95份。上述氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法为：先将纳米氮化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合，用超声波清洗仪进行超声分散并用搅拌器搅拌9分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨24.5小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度85℃下干燥，过100目筛，再装入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压，最后进行烧结，将温度升至650℃，保温14分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1650℃，保温25分钟，压力32MPa。实施例5一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，由以下成分以重量份制备而成：氧化铝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：氧化铝40‑60份、纳米氧化铝5‑10份、氮化铝2‑5份、碳化硅2‑5份、氧化镁3‑6份、纳米氮化钛2‑5份、六偏磷酸钠0.1‑0.3份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷1‑2份、苯基三甲氧基硅烷0.2‑0.5份、天然木蜡0.1‑0.2份、乙烯基双硬脂酰胺0.2‑0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.1‑0.2份、钴粉0.2‑0.5份、氟硅酸钠0.1‑0.3份、无水乙醇80‑100份。
【技术特征摘要】
1. 一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：氧化铝40-60份、纳米氧化铝5-10份、氮化铝2-5份、碳化硅2-5份、氧化镁3-6份、纳米氮化钛2-5份、六偏磷酸钠0.1-0.3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、苯基三甲氧基硅烷0.2-0.5份、天然木蜡0.1-0.2份、乙烯基双硬脂酰胺0.2-0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.1-0.2份、钴粉0.2-0.5份、氟硅酸钠0.1-0.3份、无水乙醇80-100份。2. 根据权利要求1所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：氧化铝45-55份、纳米氧化铝6-9份、氮化铝3-4份、碳化硅3-4份、氧化镁4-5份、纳米氮化钛3-4份、六偏磷酸钠0.15-0.25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1-1.6份、苯基三甲氧基硅烷0.3-0.4份、天然木蜡0.11-0.17份、乙烯基双硬脂酰胺0.3-0.4份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.12-0.18份、钴粉0.3-0.4份、氟硅酸钠0.15-0.25份、无水乙醇85-95份。3. 如权利要求1所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料，其特征在于：所述氧化铝、纳米氧化铝和纳米氮化钛粒径分别为0.4-0.6μm、25-35nm，20-30nm。4. 权利要求1至2任一项所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌，
申请(专利权)人：陈昌，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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