CN105060866B - 一种高机械强度的陶瓷刀具材料 - Google Patents

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本发明公开了一种高机械强度的陶瓷刀具材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：二氧化硅50‑70、纳米氧化铝10‑12、黄锈石6‑8、氟化钠1‑2、聚丙烯酸1‑2、硼酸镁晶须2‑4、粉煤灰15‑25、甘油2‑3、三缩水甘油酯3‑5、硼酸酯偶联剂4‑6、三氯化锑2‑4、五氧化二磷1‑2、酚醛树脂乳液2‑3、丁二醇2‑4、助剂6‑7。本发明的陶瓷刀具材料以二氧化硅为主要原料，并添加了硼酸镁晶须、黄锈石，纳米氧化铝等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整体机械强度，还可以改善其耐腐蚀性和耐热性，使用寿命长，降低了使用成本。

Description

一种高机械强度的陶瓷刀具材料
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，更具体地说是一种高机械强度的陶瓷刀具材料及其制备方法。
背景技术
在工业界，金属加工用切削刀具是一种非常重要的产品。常用刀具材料分为以下几类：(1)高速钢材料；(2)硬质合金材料；(3)陶瓷刀具材料；(4)超硬刀具材料。陶瓷材料以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性成为目前一种最有前途的高速切削刀具材料，在生产中有广泛的应用前景。在高速切削领域和切削难加工材料方面扮演着越来越重要的角色。
陶瓷切削工具具备了高硬度、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，但是还是存在易碎、散热性差、抗热震性差、抗磨性能有限等缺点，需要改进，同时需要不断降低生产成本，实现企业最大利益，促进科技进步。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种高机械强度的陶瓷刀具材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量份原料制成：二氧化硅50-70、纳米氧化铝10-12、黄锈石6-8、氟化钠1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸镁晶须2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、三缩水甘油酯3-5、硼酸酯偶联剂4-6、三氯化锑2-4、五氧化二磷1-2、酚醛树脂乳液2-3、丁二醇2-4、助剂6-7；
所述助剂由以下重量份原料制成：硼铝石8-12、高炉矿渣20-24、氧化铜4-6、丁苯橡胶胶乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸钠1-2、水镁石纤维1-3、牛骨2-4、磷酸二氢钙2-3、二丙二醇2-4；制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2-3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
一种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920-970℃下煅烧1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h，得混合粉备用；
(2)将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混合，在30-40℃下处理40-50分钟后加入步骤(1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分钟；
(3)将步骤(2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5℃/min的速度边搅拌边加热，加热至50-70℃时保温20-30分钟，干燥后球磨；
(4)将步骤(3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压制用时为5-8h即得。
本发明的优点在于：
本发明的陶瓷刀具材料以二氧化硅为主要原料，并添加了硼酸镁晶须、黄锈石，纳米氧化铝等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整体机械强度，还可以改善其耐腐蚀性和耐热性，使用寿命长，降低了使用成本。
具体实施方式
实施例1
一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量(kg)的原料制成：二氧化硅50、纳米氧化铝10、黄锈石6、氟化钠1、聚丙烯酸1、硼酸镁晶须2、粉煤灰15、甘油2、三缩水甘油酯3、硼酸酯偶联剂4、三氯化锑2、五氧化二磷1、酚醛树脂乳液2、丁二醇2、助剂6；
所述助剂由以下重量(kg)原料制成：硼铝石8、高炉矿渣20、氧化铜4、丁苯橡胶胶乳2、石膏3、三聚磷酸钠1、水镁石纤维1、牛骨2、磷酸二氢钙2、二丙二醇2；制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过100目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
一种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920℃下煅烧1小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5h，得混合粉备用；
(2)将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混合，在30℃下处理40分钟后加入步骤(1)的混合粉，调制成浆后继续处理20分钟；
(3)将步骤(2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以3℃/min的速度边搅拌边加热，加热至50℃时保温20分钟，干燥后球磨；
(4)将步骤(3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa，压制用时为5h即得。
实施例2
一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量(kg)的原料制成：二氧化硅60、纳米氧化铝11、黄锈石7、氟化钠1、聚丙烯酸2、硼酸镁晶须3、粉煤灰20、甘油2、三缩水甘油酯4、硼酸酯偶联剂5、三氯化锑3、五氧化二磷1、酚醛树脂乳液3、丁二醇2、助剂7；所述助剂由以下重量(kg)原料制成：硼铝石10、高炉矿渣22、氧化铜5、丁苯橡胶胶乳3、石膏4、三聚磷酸钠1、水镁石纤维2、牛骨3、磷酸二氢钙2、二丙二醇2；制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2.5小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过150目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
一种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在950℃下煅烧1.5小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为8h，得混合粉备用；
(2)将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混合，在35℃下处理45分钟后加入步骤(1)的混合粉，调制成浆后继续处理25分钟；
(3)将步骤(2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以4℃/min的速度边搅拌边加热，加热至60℃时保温25分钟，干燥后球磨；
(4)将步骤(3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为140MPa，压制用时为7h即得。
实施例3
一种高机械强度的陶瓷刀具材料，由以下重量(kg)的原料制成：二氧化硅70、纳米氧化铝12、黄锈石8、氟化钠2、聚丙烯酸2、硼酸镁晶须4、粉煤灰25、甘油3、三缩水甘油酯5、硼酸酯偶联剂6、三氯化锑4、五氧化二磷2、酚醛树脂乳液3、丁二醇4、助 剂7；
所述助剂由以下重量(kg)原料制成：硼铝石12、高炉矿渣24、氧化铜6、丁苯橡胶胶乳4、石膏5、三聚磷酸钠2、水镁石纤维3、牛骨4、磷酸二氢钙3、二丙二醇4；制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
一种高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在970℃下煅烧2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为12h，得混合粉备用；
(2)将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混合，在40℃下处理50分钟后加入步骤(1)的混合粉，调制成浆后继续处理30分钟；
(3)将步骤(2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以5℃/min的速度边搅拌边加热，加热至70℃时保温30分钟，干燥后球磨；
(4)将步骤(3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为160MPa，压制用时为8h即得。
上述实施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能检测结果如下表所示：
表1 实施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能检测结果

Claims (1)

1.一种高机械强度的陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下重量份原料的制成：二氧化硅50-70、纳米氧化铝10-12、黄锈石6-8、氟化钠1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸镁晶须2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、三缩水甘油酯3-5、硼酸酯偶联剂4-6、三氯化锑2-4、五氧化二磷1-2、酚醛树脂乳液2-3、丁二醇2-4、助剂6-7；
所述助剂由以下重量份原料制成：硼铝石8-12、高炉矿渣20-24、氧化铜4-6、丁苯橡胶胶乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸钠1-2、水镁石纤维1-3、牛骨2-4、磷酸二氢钙2-3、二丙二醇2-4；制备方法为：将硼铝石、高炉矿渣、氧化铜、石膏、水镁石纤维、牛骨加到混料机中，加入丁苯橡胶胶乳、三聚磷酸钠、磷酸二氢钙、二丙二醇和水进行湿法混合，2-3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可；
所述高机械强度的陶瓷刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅、纳米氧化铝、黄锈石、硼酸镁晶须、粉煤灰混合后在920-970℃下煅烧1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h，得混合粉备用；
(2)将氟化钠、聚丙烯酸、甘油、三缩水甘油酯、硼酸酯偶联剂、酚醛树脂乳液、丁二醇混合，在30-40℃下处理40-50分钟后加入步骤(1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分钟；
(3)将步骤(2)的浆液、抗静电添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5℃/min的速度边搅拌边加热，加热至50-70℃时保温20-30分钟，干燥后球磨；
(4)将步骤(3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压制用时为5-8h即得。
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