CN1060146C - 高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 - Google Patents
高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1060146C CN1060146C CN92106136A CN92106136A CN1060146C CN 1060146 C CN1060146 C CN 1060146C CN 92106136 A CN92106136 A CN 92106136A CN 92106136 A CN92106136 A CN 92106136A CN 1060146 C CN1060146 C CN 1060146C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- toughness
- stupalith
- powder
- agglutinant
- wear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 claims description 7
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 238000012797 qualification Methods 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 abstract description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000532412 Vitex Species 0.000 description 1
- 235000001667 Vitex agnus castus Nutrition 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明涉及陶瓷材料领域，具体地说就是提供了一种以TiC，TiN，Ti(C，N).SiC为基体并含高温合金相的陶瓷材料，具体配方如下：
烧结剂 高温合金成份 基体
0.1～65 0.1～5 余量
用热压或烧结成型。本发明所提供的陶瓷材料兼具有高硬度与良好的韧性，适合于制作刀具。
Description
本发明涉及陶瓷材料领域，具体地说就是提供了一种以TiC、TiN、Ti(C、N)、SiC为基体含高温合金相的陶瓷材料，其兼具有高硬度与良好的韧性，适合于制作刀具。
用陶瓷做刀具材料，如文献Yasutomi Yoshiyuki，Kita Hidenori，NakamuraKosuko，Jpn．Kokai，Tokkyo Koho Jp 0105976[8905976]，1989和T．Zambtakis，J．L．Gulle，B．Willer，M．Daire，J Mater．Sci．，22(1987)1135-1140中提供的Si3N4、Al2O3等虽然具有较好的耐磨性，但是脆性问题不能解决，因而只适合于切削冷硬铸铁和淬火钢，而对大多数高韧性的钢种则不能切削。为提高这类陶瓷材料的韧性，曾有过利用ZrO2的马氏体相变消除裂纹尖端的应力集中来改善Al2O3韧性的报导K．Tsukuma，K．Ueda，K．Matsushita，and M．Shimada，JAm．Ceram．Soc．68(2)(1985)c-56和A．H．Heuer，J．Am．Ceram．Soc．70(10)(1987)689，断裂韧性值可达K1C=10 MPam1／2，高于普通陶瓷K1C=3～8 MPam1／2硬度值Hv=14 GPa，遗憾的是这种马氏体相变是不可逆的，300℃以上增韧效果全部失去，不能重复使用，即经历不了热疲劳环境。
本发明的目的在于提供一种陶瓷材料，使其既具有高的硬度又具有较强的韧性，且增韧效果稳定。
本发明以TiC，TiN，Ti(N，C)、SiC粉之一种或几种作为基体，以Ni，Ti，Al，Cr，Co粉之一种或几种作为烧结荆，并引入TiAl，NiTi，NiAl之一或几种作为高温合金相成份，其具体的配方如下(重量百分比)
烧结剂 高温合金相成份 基体
0．1～65 0．1～5 余量
其中烧结剂中各种元素成份有如下限定(按陶瓷材料总重量计)Ni 5～30，Ti 0．5～5，Al 0．1～2，Cr 5～30，Co 0．1～2。各种高温合金相成份限制如下(按陶瓷材料总重量计)TiAl0．1～5，NiTi0．1～1，NiAl0．1～5。本发明中Ni、Ti、Al、Cr、Co所起的作用主要是作为烧结剂，使得陶瓷材料更加致密，同时，它们又可部分地固溶到TiAl，NiTi，NiAl中去，或者相互间形成高温合金相，这种高温合金相具有马氏体相变，并且是可逆的，如Ti3Al-NiAl相等，从而达到陶瓷增韧的效果，同时能在热环境中反复使用而不丧失韧性。本陶瓷可用热压或烧结的方法成型，温度在1300℃～1600℃之间。本发明所提供的这种复合陶瓷断裂韧性可达20 MPm1／2以上，适合于切削高韧性的合金如不锈钢，化纤工业中的纤维，化工工业的塑料，也可作为其它耐磨件应用于机械、化工、电子等工业中，下面详述实施例。
实施例1
TiC粉6．4g、Ti粉0．2g、6061Al粉0．1、Cr粉3g，TiNi粉0．2g、NiAl粉0．1g，机械混合后在N2气中1300℃，1小时处理，干压成型，1550℃烧结，硬度为Hv=16Gpa，韧性K1C=20 MPam1／2。
实施例2
Ti(N，C)粉5．5g、Ti粉0．1g，Al粉0．05g、Ni粉2g、Cr粉2g、Co粉0．05g、NiAl粉0．1g、TiNi粉0．2g混合，干压成型，1300℃20 MPa压力下热压烧结。K1C=20MPam1／2，Hv=16 GPa。
Claims (3)
1．一种陶瓷刀具材料，其特征在于：陶瓷材料由如下三种物质构成：
(1)以TiC，TiN，Ti(N，C)，SiC之一种或几种作为基体；
(2)以Ni，Ti，Al，Cr，Co粉之一或几种作为烧结剂；
(3)以TiAl，NiTi，NiAl之一或几种作为具有马氏体相变的高温合金相，
其重量百分组成为：
烧结剂 高温合金成分 基体
0．1～65 0．1～5 余量
2．按照权利要求1所述陶瓷刀具材料，其特征在于：烧结剂中各种元素成份有如下限定(按陶瓷材料总重量计)：
Co 0．1～2，Ni 5～30，Ti 0．5～5， Al 0．1～2，Cr 5～30。
3．按照权利要求1所述陶瓷刀具材料，其特征在于：各种高温合金相成份 如下(按陶瓷材料总重量计)：
TiAl 0．1～5，NiTi 0．1～10，NiAl 0．1～5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN92106136A CN1060146C (zh) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN92106136A CN1060146C (zh) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1077941A CN1077941A (zh) | 1993-11-03 |
| CN1060146C true CN1060146C (zh) | 2001-01-03 |
Family
ID=4941830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN92106136A Expired - Fee Related CN1060146C (zh) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1060146C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1317228C (zh) * | 2004-12-15 | 2007-05-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种铝碳化钛/硅化钛复合材料及其制备方法 |
| CN100417624C (zh) * | 2006-04-14 | 2008-09-10 | 山东大学 | 多元多尺度纳米复合陶瓷刀具材料及其制备工艺 |
| CN104370550B (zh) * | 2014-10-27 | 2016-04-13 | 合肥市东庐机械制造有限公司 | 一种高韧性陶瓷刀材料及其制备方法 |
| CN108411179B (zh) * | 2018-03-26 | 2020-11-10 | 西安交通大学 | 一种多相二硼化钛/碳氮化钛金属陶瓷及其制备方法 |
| JP7511584B2 (ja) * | 2019-05-27 | 2024-07-05 | エービー サンドビック コロマント | 被覆切削工具 |
| CN111943685B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-06-25 | 燕山大学 | 一种具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569279A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-30 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for cutting tool and its manufacture |
| JPS5775744A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-12 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Tool containing and coated with dispersed material |
| JPS57116742A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-20 | Mitsubishi Metal Corp | Sintered superhard tungsten carbide alloy |
| JPS6314849A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Daido Steel Co Ltd | 継目無鋼管製管用ガイドシュー |
| CN1004813B (zh) * | 1986-12-02 | 1989-07-19 | 湖南省冶金材料研究所 | 铜锑合金 |
| CN1051900A (zh) * | 1990-12-29 | 1991-06-05 | 清华大学 | 晶须增韧补强氮化硅复相陶瓷刀具材料 |
-
1992
- 1992-04-21 CN CN92106136A patent/CN1060146C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569279A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-30 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for cutting tool and its manufacture |
| JPS5775744A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-12 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Tool containing and coated with dispersed material |
| JPS57116742A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-20 | Mitsubishi Metal Corp | Sintered superhard tungsten carbide alloy |
| JPS6314849A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Daido Steel Co Ltd | 継目無鋼管製管用ガイドシュー |
| CN1004813B (zh) * | 1986-12-02 | 1989-07-19 | 湖南省冶金材料研究所 | 铜锑合金 |
| CN1051900A (zh) * | 1990-12-29 | 1991-06-05 | 清华大学 | 晶须增韧补强氮化硅复相陶瓷刀具材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1077941A (zh) | 1993-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR910005053B1 (ko) | 고-인성 ZrO₂소결체 및 이의 제조방법 | |
| Maschio et al. | Mechanical properties in the ceria-zirconia system | |
| Verma et al. | Synthesis, microstructure and mechanical properties of Al2O3/ZrO2/CeO2 composites with addition of nickel and titania processed by conventional sintering | |
| CN1060146C (zh) | 高韧性耐磨损陶瓷复合刀具材料 | |
| US20230303453A1 (en) | Crack self-healing functionally gradient material for ceramic cutting tools and preparation method thereof | |
| EP0262654B2 (en) | Silicon nitride sintered material for cutting tools and process for making the same | |
| Kihara et al. | Calcium phosphate glass‐ceramic crown prepared by lost‐wax technique | |
| Kasuga et al. | Preparation of high‐strength calcium phosphate ceramics with low modulus of elasticity containing β‐Ca (PO3) 2 fibers | |
| CN101824576B (zh) | 一种锆铝硅碳-碳化硅复合材料及其制备方法 | |
| CN100424039C (zh) | 一种原位反应热压合成TiB2－NbC－SiC高温陶瓷复合材料的制备方法 | |
| JPH0627036B2 (ja) | 高強度高靭性ＴｉＢ▲下２▼セラミックス | |
| Thavoriniti et al. | Influence of grain boundary β-spodumene glass on the superplastic flow in tetragonal zirconia polycrystal (TZP) | |
| CN85103011A (zh) | 高韧性氮化硅基陶瓷刀具材料及其制造方法 | |
| CN101328059B (zh) | 可加工复相陶瓷材料及其制备方法和二次硬化热处理方法 | |
| CN106830941A (zh) | Al2O3与多组元过渡族金属共价键化合物烧结体及其制备方法 | |
| CN101955357A (zh) | 可加工复相陶瓷材料及其制备方法和二次硬化热处理方法 | |
| CN110885250A (zh) | 一种低成本高性能聚晶立方氮化硼刀具材料 | |
| EP0351134B1 (en) | A ceramics cutting tool and a process for the production of the same | |
| JPS63100055A (ja) | 高靭性を有するアルミナ基セラミックス製切削工具 | |
| CN101956115A (zh) | 可加工复相陶瓷材料及其制备方法和二次硬化热处理方法 | |
| Fantozzi et al. | THERMOMECHANICAL PROPERTIES OF ZIRCONIA TOUGHENED ALUMINA MATERIALS. | |
| JPH0694390B2 (ja) | 窒化珪素焼結体 | |
| Pena et al. | Microstructure and mechanical behaviour of eutectoid corundum-rutile composites | |
| Pujari et al. | The alumina fibre/tetragonal zirconia polycrystal composite system | |
| CN1418849A (zh) | 可用wc刀具加工的氧化锆基陶瓷材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |