CN105924143A - 一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料及其制备方法。
背景技术
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。
发明内容
要解决的技术问题：本发明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：本发明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60份、纳米氧化铝10份、氮化铝5份、碳化硅5份、氧化镁6份、纳米氮化钛5份、六偏磷酸钠0.3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、苯基三甲氧基硅烷0.5份、天然木蜡0.2份、乙烯基双硬脂酰胺0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.2份、钴粉0.5份、氟硅酸钠0.3份、无水乙醇100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10分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨25小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度90℃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700℃，保温15分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1700℃，保温30分钟，压力32MPa。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有氮化铝和碳化硅。具体地说是：
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60份、纳米氧化铝10份、氧化镁6份、纳米氮化钛5份、六偏磷酸钠0.3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、苯基三甲氧基硅烷0.5份、天然木蜡0.2份、乙烯基双硬脂酰胺0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.2份、钴粉0.5份、氟硅酸钠0.3份、无水乙醇100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10分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨25小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度90℃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700℃，保温15分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1700℃，保温30分钟，压力32MPa。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有天然木蜡和乙烯基双硬脂酰胺。具体地说是：
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60份、纳米氧化铝10份、氮化铝5份、碳化硅5份、氧化镁6份、纳米氮化钛5份、六偏磷酸钠0.3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、苯基三甲氧基硅烷0.5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.2份、钴粉0.5份、氟硅酸钠0.3份、无水乙醇100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10分钟，加入剩余组分，用球磨机进行球磨25小时，球料比为1:1，然后放入烘箱中在温度90℃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700℃，保温15分钟，压力32MPa，继续升温，将温度升至1700℃，保温30分钟，压力32MPa。
下表为本发明的性能指标，我们可以看到，本发明具有卓越的力学性能，其抗弯强度从最佳实施例4看达到了725MPa，断裂韧度为8.4MPa·m1/2，韧性较佳，硬度为21.4GPa，强度较高。
表1 氧化铝纳米陶瓷刀具材料的性能指标
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
抗弯强度（MPa） 723 723 724 725 724 722 708
断裂韧度（MPa·m1/2） 8.2 8.3 8.3 8.4 8.3 8.3 7.9
硬度（GPa） 21.2 21.3 21.4 21.4 21.3 17.9 21.3

Claims (9)

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具材料的制备方法，其特征在于：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。
5. 根据权利要求4所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌时间为6-9分钟。
6. 根据权利要求4所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中球磨时间为23.5-24.5小时。
7. 根据权利要求4所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中温度75-85℃。
8. 根据权利要求4所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中温度为600-650℃，保温时间为11-14分钟。
9. 根据权利要求4所述的一种氧化铝纳米陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中温度为15500-1650℃，保温时间为20-25分钟。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106630964A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 苏州洛特兰新材料科技有限公司 一种耐紫外耐候复合陶瓷材料及其制备方法
CN106630969A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 苏州洛特兰新材料科技有限公司 一种用于切削刀具的高硬度陶瓷复合材料及其制备方法
CN107686317A (zh) * 2017-09-04 2018-02-13 钱友静 一种基于巨藻的生物性铝镁复合材料

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101164963A (zh) * 2007-09-26 2008-04-23 山东轻工业学院 一种微纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法
CN101172845A (zh) * 2007-09-30 2008-05-07 哈尔滨工业大学 一种制备氧化铝/氧化钛系复相精细陶瓷材料的方法
CN101265079A (zh) * 2008-04-29 2008-09-17 山东大学 一种纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法
CN103833336A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 郑州东林设备防护有限公司 用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷及其制备方法
CN104233164A (zh) * 2014-08-25 2014-12-24 北京家酷天成商贸有限公司 一种涉及纳米陶瓷材料的金刚刀刃制作方法
CN104355652A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 合肥市东庐机械制造有限公司 一种耐磨性好切削刀具用陶瓷及其制备方法
CN105255338A (zh) * 2015-10-27 2016-01-20 宝山钢铁股份有限公司 具有优异表面耐磨损性、耐蚀性和耐酸碱性的镀锌钢板及水性表面处理剂

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101164963A (zh) * 2007-09-26 2008-04-23 山东轻工业学院 一种微纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法
CN101172845A (zh) * 2007-09-30 2008-05-07 哈尔滨工业大学 一种制备氧化铝/氧化钛系复相精细陶瓷材料的方法
CN101265079A (zh) * 2008-04-29 2008-09-17 山东大学 一种纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法
CN103833336A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 郑州东林设备防护有限公司 用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷及其制备方法
CN104233164A (zh) * 2014-08-25 2014-12-24 北京家酷天成商贸有限公司 一种涉及纳米陶瓷材料的金刚刀刃制作方法
CN104355652A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 合肥市东庐机械制造有限公司 一种耐磨性好切削刀具用陶瓷及其制备方法
CN105255338A (zh) * 2015-10-27 2016-01-20 宝山钢铁股份有限公司 具有优异表面耐磨损性、耐蚀性和耐酸碱性的镀锌钢板及水性表面处理剂

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106630964A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 苏州洛特兰新材料科技有限公司 一种耐紫外耐候复合陶瓷材料及其制备方法
CN106630969A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 苏州洛特兰新材料科技有限公司 一种用于切削刀具的高硬度陶瓷复合材料及其制备方法
CN107686317A (zh) * 2017-09-04 2018-02-13 钱友静 一种基于巨藻的生物性铝镁复合材料

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