CN113087529B - 一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，本发明通过纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙的添加，有效增加了生产得到的陶瓷刀具的韧性、抗热震性能以及抗弯强度，根据GB/T4741‑1999测定，该高韧性陶瓷刀具的抗弯强度为1000‑1500MPa，同时本发明公开一种加工设备，该加工设备可以对陶瓷刀具在一面打磨的同时，对另一面进行清洗处理，对打磨面打磨的同时也将水喷洒在砂带表面，在防止打磨时过热的同时可以防止碎屑的飞溅，对另一面的清洗是将打磨过程中产生的污水进行回收处理，并通过过滤雾化喷洒在陶瓷刀具表面。

Description

一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷刀具生产，具体涉及一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺。
背景技术
陶瓷刀具具有高硬度、较好的化学稳定性的特点，但是现有的陶瓷刀具韧性不高，容易在使用或者加工过程中出现崩裂的情况。同时现有的陶瓷刀具在开刃的过程中无法只能依次对开刃位置进行开刃以及清洗，无法在一面开刃的同时对另一面进行清洗，同时整个开刃过程中需要使用大量的水资源用以降温和清洗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，解决以下技术问题：(1)通过纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙的添加，有效增加了生产得到的陶瓷刀具的韧性、抗热震性能以及抗弯强度，根据GB/T 4741-1999测定，该高韧性陶瓷刀具的抗弯强度为1000-1500MPa，根据GB/T 3810.9-2016测定，该高韧性陶瓷刀具的抗热震性能指标ΔT为600-800℃，根据GB/T 23806-2009测定高韧性陶瓷刀具的，该断裂韧性KIC＝9-12MPa·m1/2；(2)通过翻转气缸输出轴带动翻转板转动180°，翻转板通过连接杆带动输送壳翻转180°，而后上侧移电机与下侧移电机输出轴反向转动，上侧移架与下侧移架移动至初始位置，安装电机输出轴带动第三丝杠转动，第三丝杠带动下侧移架水平移动，下侧移架带动出液盒移动至半成品刀具下方，第二泵机通过连接管抽取收集盒内过滤后的水，并将水输送至出液盒内，雾化喷头将出液盒内的水喷洒在半成品刀具的刀刃下表面，同时砂带对半成品刀具的刀刃上表面进行打磨，打磨完成后得到高韧性陶瓷刀具，通过以上结构设置，该加工设备可以对陶瓷刀具在一面打磨的同时，对另一面进行清洗处理，对打磨面打磨的同时也将水喷洒在砂带表面，在防止打磨时过热的同时可以防止碎屑的飞溅，对另一面的清洗是将打磨过程中产生的污水进行回收处理，并通过过滤雾化喷洒在陶瓷刀具表面，提高水资源利用率，具有环保效果的同时，提高陶瓷刀具的开刃效率；(3)将半成品刀具的刀背放在加工设备上加工室内输送皮带上相邻两个循环板之间，输送电机输出轴带动皮带轮转动，两个皮带轮带动输送皮带转动，两个循环板带动半成品刀具移动至两个限位板之间，限位气缸活塞杆推动限位板，两个限位板对半成品刀具的刀背上、下两侧进行夹持，升降气缸活塞杆推动升降架下降，升降架带动防溅壳下降，旋转电机输出轴带动防溅壳转动，防溅壳带动砂带旋转，第一泵机抽取储水箱内的水，并通过连通软管将水输送至防溅壳内的砂带表面，开刃电机输出轴带动砂带轮转动，两个砂带轮带动砂带转动，升降电机输出轴带动第四丝杠转动，第四丝杠带动托架上升，进而调节收集盒与半成品刀具刀刃的距离，砂带对半成品刀具刀刃上表面进行打磨，打磨过程中产生的废水流入收集盒内，废水通过滤网的过滤，半成品刀具的刀刃上表面打磨完成后，上侧移电机输出轴带动第一丝杠转动，上侧移架移动至支撑板正上方，下侧移电机输出轴带动第二丝杠转动，下侧移架移动至支撑板正下方，通过以上结构设置，该加工设备可以满足对不同厚度陶瓷刀具的输送以及夹持，在开刃过程中可以带动陶瓷刀具翻转，方便对陶瓷刀具的两面开刃以及清洗，砂带的角度可以随意调节，满足不同角度的开刃，同时整个加工过程自动化，无需操作人员参与。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：按重量份计，称取纳米碳化硅15-30份、纳米氮化钛18-35份，改性海泡石粉10-20份、无水乙醇180-250份、氧化锆晶须6-10份、氢氧化铝包覆氟化钙12-20份、硅烷偶联剂KH5603-5份；
步骤二：将氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙、加入无水乙醇中，常温下以200-250r/min转速搅拌1-2h，得混合浆料；
步骤三：将纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、硅烷偶联剂KH560混合球磨后过300-400目筛，900-1000℃煅烧0.8-2小时，得混合颗粒；
步骤四：将混合颗粒加入混合浆料中并置于热压烧结炉内，在1300-1500℃、25-50MPa的条件下保温保压烧结2.5-5h，随炉冷却至室温，得到半成品刀具；
步骤五：将半成品刀具的刀背放在加工设备上加工室内输送皮带上相邻两个循环板之间，输送电机输出轴带动皮带轮转动，两个皮带轮带动输送皮带转动，两个循环板带动半成品刀具移动至两个限位板之间，限位气缸活塞杆推动限位板，两个限位板对半成品刀具的刀背上、下两侧进行夹持，升降气缸活塞杆推动升降架下降，升降架带动防溅壳下降，旋转电机输出轴带动防溅壳转动，防溅壳带动砂带旋转，第一泵机抽取储水箱内的水，并通过连通软管将水输送至防溅壳内的砂带表面，开刃电机输出轴带动砂带轮转动，两个砂带轮带动砂带转动，升降电机输出轴带动第四丝杠转动，第四丝杠带动托架上升，进而调节收集盒与半成品刀具刀刃的距离，砂带对半成品刀具刀刃上表面进行打磨，打磨过程中产生的废水流入收集盒内，废水通过滤网的过滤，半成品刀具的刀刃上表面打磨完成后，上侧移电机输出轴带动第一丝杠转动，上侧移架移动至支撑板正上方，下侧移电机输出轴带动第二丝杠转动，下侧移架移动至支撑板正下方，而后翻转气缸输出轴带动翻转板转动180°，翻转板通过连接杆带动输送壳翻转180°，而后上侧移电机与下侧移电机输出轴反向转动，上侧移架与下侧移架移动至初始位置，安装电机输出轴带动第三丝杠转动，第三丝杠带动下侧移架水平移动，下侧移架带动出液盒移动至半成品刀具下方，第二泵机通过连接管抽取收集盒内过滤后的水，并将水输送至出液盒内，雾化喷头将出液盒内的水喷洒在半成品刀具的刀刃下表面，同时砂带对半成品刀具的刀刃上表面进行打磨，打磨完成后得到高韧性陶瓷刀具。
进一步的，氧化锆晶须由下述步骤制备得到：按重量份数计，分别称量15-35份氧化锆干凝胶粉末、25-35份偏钒酸钠、3-6份氟化钠，将氧化锆干凝胶粉末、偏钒酸钠、氟化钠置于搅拌机中，常温下以250-500r/min转速搅拌混合25-40min，得干凝胶混合物，将干凝胶混合物置于微波烧结炉中，常温下以15-20℃/min的速率升温至500-550℃，保温烧结6-8h，随炉冷却至室温，用去离子水洗涤5-9次，置于60-120℃的烘箱中干燥1-2h，得氧化锆晶须。
进一步的，氢氧化铝包覆氟化钙由下述步骤制备得到：按重量份计，称取氟化钙30-40份、35-55份硝酸铝、3-8份聚乙烯吡咯烷酮、140-200份无水乙醇、70-110份去离子水，将氟化钙、聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇中，常温下以400-500r/min转速搅拌30-40min，再置于超声波分散机中，常温下超声分散15-30min，得氟化钙分散液，将硝酸铝加入去离子水中，常温下以180-250r/min转速搅拌15-20min，得硝酸铝溶液，将硝酸铝溶液加入氟化钙分散液，调节pH至8-9，在55-70℃的水浴条件下以250-300r/min转速搅拌25-35min，常温冷却，过滤，取滤饼，置于65-90℃的烘箱中干燥1.5-3h，常温冷却，得氢氧化铝包覆氟化钙。
进一步的，改性海泡石粉由下述步骤制备得到：将海泡石粉放入硼酸水溶液中，海泡石粉与硼酸水溶液的体积比为1：2.5，硼酸水溶液的pH为3.6-4，浸泡7-8小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将海泡石粉洗成pH为6.8-6.9，55℃烘干即得改性海泡石粉。
进一步的，加工设备包括加工室，所述加工室内安装有支撑板，所述加工室两侧均开设有刀具进出口，所述支撑板上滑动安装有上侧移架，所述上侧移架上安装有升降气缸，所述升降气缸活塞杆端部连接升降架，所述升降架上转动安装有防溅壳，所述防溅壳上转动安装有砂带，所述升降架上安装有储水箱，所述储水箱底部安装有第一泵机，所述第一泵机抽水口与储水箱相连通，所述第一泵机出水口安装有连通软管，所述连通软管远离第一泵机一端与防溅壳相连通，所述加工室内壁安装有固定侧板，所述固定侧板上安装有翻转气缸，所述翻转气缸输出轴连接翻转板，所述翻转板上、下两侧安装有四个连接杆，四个连接杆连接两个输送壳，两个输送壳之间设置有输送皮带，输送皮带上安装有若干循环板，所述输送壳上安装有固定板，所述固定板上安装有限位气缸，所述限位气缸活塞杆端部连接限位板，两个限位板设置于两个固定板之间，所述加工室内腔底部安装有底架，所述底架上滑动安装有侧移板，所述侧移板上滑动安装有下侧移架，所述下侧移架上滑动安装有托架，所述托架上安装有出液盒、收集盒，所述收集盒内腔安装有滤网，所述出液盒外侧壁安装有第二泵机，所述第二泵机出水口连通出液盒侧壁，所述第二泵机进水口安装有连接管，所述连接管远离第二泵机一端连通收集盒侧壁，所述出液盒上安装有若干雾化喷头。
进一步的，所述支撑板上表面安装有上侧移电机，所述上侧移电机输出轴连接第一丝杠，所述第一丝杠螺纹连接上侧移架。
进一步的，所述升降气缸固定于上侧移架顶部，所述升降架顶部安装有四个导向杆，导向杆活动贯穿上侧移架，所述升降架一侧安装有旋转电机，所述旋转电机输出轴连接防溅壳，所述防溅壳内转动安装有两个砂带轮，两个砂带轮之间通过砂带传动连接，所述防溅壳外侧壁安装有开刃电机，所述开刃电机输出轴连接其中一个砂带轮。
进一步的，所述固定侧板与刀具进出口设置于同一高度，所述输送壳内转动安装有两个皮带轮，两个皮带轮之间通过输送皮带传动连接，其中一个输送壳外侧壁安装有输送电机，所述输送电机输出轴连接其中一个皮带轮。
进一步的，所述底架顶部安装有下侧移电机，所述下侧移电机输出轴连接第二丝杠，所述第二丝杠螺纹连接侧移板，所述侧移板上安装有安装电机，所述安装电机输出轴连接第三丝杠，所述第三丝杠螺纹连接下侧移架。
进一步的，所述下侧移架顶部安装有升降电机，所述升降电机输出轴连接第四丝杠，所述第四丝杠螺纹连接托架，所述第一滤网设置于第二滤网上方。
本发明的有益效果：
(1)本发明的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，通过纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙的添加，有效增加了生产得到的陶瓷刀具的韧性、抗热震性能以及抗弯强度，根据GB/T 4741-1999测定，该高韧性陶瓷刀具的抗弯强度为1000-1500MPa，根据GB/T 3810.9-2016测定，该高韧性陶瓷刀具的抗热震性能指标ΔT为600-800℃，根据GB/T23806-2009测定高韧性陶瓷刀具的，该断裂韧性KIC＝9-12MPa·m1/2；
(2)通过翻转气缸输出轴带动翻转板转动180°，翻转板通过连接杆带动输送壳翻转180°，而后上侧移电机与下侧移电机输出轴反向转动，上侧移架与下侧移架移动至初始位置，安装电机输出轴带动第三丝杠转动，第三丝杠带动下侧移架水平移动，下侧移架带动出液盒移动至半成品刀具下方，第二泵机通过连接管抽取收集盒内过滤后的水，并将水输送至出液盒内，雾化喷头将出液盒内的水喷洒在半成品刀具的刀刃下表面，同时砂带对半成品刀具的刀刃上表面进行打磨，打磨完成后得到高韧性陶瓷刀具，通过以上结构设置，该加工设备可以对陶瓷刀具在一面打磨的同时，对另一面进行清洗处理，对打磨面打磨的同时也将水喷洒在砂带表面，在防止打磨时过热的同时可以防止碎屑的飞溅，对另一面的清洗是将打磨过程中产生的污水进行回收处理，并通过过滤雾化喷洒在陶瓷刀具表面，提高水资源利用率，具有环保效果的同时，提高陶瓷刀具的开刃效率；
(3)将半成品刀具的刀背放在加工设备上加工室内输送皮带上相邻两个循环板之间，输送电机输出轴带动皮带轮转动，两个皮带轮带动输送皮带转动，两个循环板带动半成品刀具移动至两个限位板之间，限位气缸活塞杆推动限位板，两个限位板对半成品刀具的刀背上、下两侧进行夹持，升降气缸活塞杆推动升降架下降，升降架带动防溅壳下降，旋转电机输出轴带动防溅壳转动，防溅壳带动砂带旋转，第一泵机抽取储水箱内的水，并通过连通软管将水输送至防溅壳内的砂带表面，开刃电机输出轴带动砂带轮转动，两个砂带轮带动砂带转动，升降电机输出轴带动第四丝杠转动，第四丝杠带动托架上升，进而调节收集盒与半成品刀具刀刃的距离，砂带对半成品刀具刀刃上表面进行打磨，打磨过程中产生的废水流入收集盒内，废水通过滤网的过滤，半成品刀具的刀刃上表面打磨完成后，上侧移电机输出轴带动第一丝杠转动，上侧移架移动至支撑板正上方，下侧移电机输出轴带动第二丝杠转动，下侧移架移动至支撑板正下方，通过以上结构设置，该加工设备可以满足对不同厚度陶瓷刀具的输送以及夹持，在开刃过程中可以带动陶瓷刀具翻转，方便对陶瓷刀具的两面开刃以及清洗，砂带的角度可以随意调节，满足不同角度的开刃，同时整个加工过程自动化，无需操作人员参与。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的加工设备的结构示意图；
图2是本发明上侧移架的俯视图；
图3是本发明输送壳的安装视图；
图4是本发明输送壳的内部结构图；
图5是本发明限位板的安装视图；
图6是本发明上侧移架的安装视图；
图7是本发明托架的安装视图；
图8是本发明收集盒的内部结构图。
图中：1、加工室；2、支撑板；3、刀具进出口；4、固定侧板；5、上侧移架；6、上侧移电机；7、第一丝杠；8、升降气缸；9、升降架；10、储水箱；11、第一泵机；12、连通软管；13、防溅壳；14、旋转电机；15、砂带轮；16、开刃电机；18、翻转气缸；19、翻转板；20、连接杆；24、输送壳；241、循环板；25、输送电机；26、固定板；27、限位气缸；28、限位板；29、底架；30、侧移板；31、下侧移电机；32、第二丝杠；33、下侧移架；34、安装电机；35、第三丝杠；36、升降电机；37、第四丝杠；38、托架；39、出液盒；40、收集盒；41、滤网；43、第二泵机；44、连接管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8所示
实施例1
一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：按重量份计，称取纳米碳化硅15份、纳米氮化钛18份，改性海泡石粉10份、无水乙醇180份、氧化锆晶须6份、氢氧化铝包覆氟化钙12份、硅烷偶联剂KH5603份；
步骤二：将氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙加入无水乙醇中，常温下以200r/min转速搅拌1h，得混合浆料；
步骤三：将纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、硅烷偶联剂KH560混合球磨后过300目筛，900℃煅烧0.8小时，得混合颗粒；
步骤四：将混合颗粒加入混合浆料中并置于热压烧结炉内，在1300℃、25MPa的条件下保温保压烧结2.5h，随炉冷却至室温，得到半成品刀具；
步骤五：将半成品刀具的刀背放在加工设备上加工室1内输送皮带上相邻两个循环板241之间，输送电机25输出轴带动皮带轮转动，两个皮带轮带动输送皮带转动，两个循环板241带动半成品刀具移动至两个限位板28之间，限位气缸27活塞杆推动限位板28，两个限位板28对半成品刀具的刀背上、下两侧进行夹持，升降气缸8活塞杆推动升降架9下降，升降架9带动防溅壳13下降，旋转电机14输出轴带动防溅壳13转动，防溅壳13带动砂带旋转，第一泵机11抽取储水箱10内的水，并通过连通软管12将水输送至防溅壳13内的砂带表面，开刃电机16输出轴带动砂带轮15转动，两个砂带轮15带动砂带转动，升降电机36输出轴带动第四丝杠37转动，第四丝杠37带动托架38上升，进而调节收集盒40与半成品刀具刀刃的距离，砂带对半成品刀具刀刃上表面进行打磨，打磨过程中产生的废水流入收集盒40内，废水通过滤网41的过滤，半成品刀具的刀刃上表面打磨完成后，上侧移电机6输出轴带动第一丝杠7转动，上侧移架5移动至支撑板2正上方，下侧移电机31输出轴带动第二丝杠32转动，下侧移架33移动至支撑板2正下方，而后翻转气缸18输出轴带动翻转板19转动180°，翻转板19通过连接杆20带动输送壳24翻转180°，而后上侧移电机6与下侧移电机31输出轴反向转动，上侧移架5与下侧移架33移动至初始位置，安装电机34输出轴带动第三丝杠35转动，第三丝杠35带动下侧移架33水平移动，下侧移架33带动出液盒39移动至半成品刀具下方，第二泵机43通过连接管44抽取收集盒40内过滤后的水，并将水输送至出液盒39内，雾化喷头将出液盒39内的水喷洒在半成品刀具的刀刃下表面，同时砂带对半成品刀具的刀刃上表面进行打磨，打磨完成后得到高韧性陶瓷刀具。
具体的，氧化锆晶须由下述步骤制备得到：按重量份数计，分别称量15份氧化锆干凝胶粉末、25份偏钒酸钠、3份氟化钠，将氧化锆干凝胶粉末、偏钒酸钠、氟化钠置于搅拌机中，常温下以250r/min转速搅拌混合25min，得干凝胶混合物，将干凝胶混合物置于微波烧结炉中，常温下以15℃/min的速率升温至500℃，保温烧结6h，随炉冷却至室温，用去离子水洗涤5次，置于60℃的烘箱中干燥1h，得氧化锆晶须。
氢氧化铝包覆氟化钙由下述步骤制备得到：按重量份计，称取氟化钙30份、35份硝酸铝、3份聚乙烯吡咯烷酮、140份无水乙醇、70份去离子水，将氟化钙、聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇中，常温下以400r/min转速搅拌30min，再置于超声波分散机中，常温下超声分散15min，得氟化钙分散液，将硝酸铝加入去离子水中，常温下以180r/min转速搅拌15min，得硝酸铝溶液，将硝酸铝溶液加入氟化钙分散液，调节pH至8，在55℃的水浴条件下以250r/min转速搅拌25min，常温冷却，过滤，取滤饼，置于65℃的烘箱中干燥1.5h，常温冷却，得氢氧化铝包覆氟化钙。
改性海泡石粉由下述步骤制备得到：将海泡石粉放入硼酸水溶液中，海泡石粉与硼酸水溶液的体积比为1：2.5，硼酸水溶液的pH为3.6，浸泡7小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将海泡石粉洗成pH为6.8，55℃烘干即得改性海泡石粉。
实施例1的一种高韧性陶瓷刀具密度D＝6，硬度92HRA，抗弯强度1000MPa，抗热震性能指标ΔT为600℃，断裂韧性KIC＝9MPa·m1/2。
实施例2
一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：按重量份计，称取纳米碳化硅30份、纳米氮化钛35份，改性海泡石粉20份、无水乙醇250份、氧化锆晶须10份、氢氧化铝包覆氟化钙20份、硅烷偶联剂KH5605份；
步骤二：将氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙加入无水乙醇中，常温下以250r/min转速搅拌2h，得混合浆料；
步骤三：将纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、硅烷偶联剂KH560混合球磨后过400目筛，1000℃煅烧2小时，得混合颗粒；
步骤四：将混合颗粒加入混合浆料中并置于热压烧结炉内，在1500℃、50MPa的条件下保温保压烧结5h，随炉冷却至室温，得到半成品刀具；
步骤五与实施例1相同。
具体的，氧化锆晶须由下述步骤制备得到：按重量份数计，分别称量35份氧化锆干凝胶粉末、35份偏钒酸钠、6份氟化钠，将氧化锆干凝胶粉末、偏钒酸钠、氟化钠置于搅拌机中，常温下以500r/min转速搅拌混合40min，得干凝胶混合物，将干凝胶混合物置于微波烧结炉中，常温下以20℃/min的速率升温至550℃，保温烧结8h，随炉冷却至室温，用去离子水洗涤9次，置于120℃的烘箱中干燥2h，得氧化锆晶须。
氢氧化铝包覆氟化钙由下述步骤制备得到：按重量份计，称取氟化钙40份、55份硝酸铝、8份聚乙烯吡咯烷酮、200份无水乙醇、110份去离子水，将氟化钙、聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇中，常温下以500r/min转速搅拌40min，再置于超声波分散机中，常温下超声分散30min，得氟化钙分散液，将硝酸铝加入去离子水中，常温下以250r/min转速搅拌20min，得硝酸铝溶液，将硝酸铝溶液加入氟化钙分散液，调节pH至9，在70℃的水浴条件下以300r/min转速搅拌35min，常温冷却，过滤，取滤饼，置于90℃的烘箱中干燥3h，常温冷却，得氢氧化铝包覆氟化钙。
改性海泡石粉由下述步骤制备得到：将海泡石粉放入硼酸水溶液中，海泡石粉与硼酸水溶液的体积比为1：2.5，硼酸水溶液的pH为4，浸泡8小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将海泡石粉洗成pH为6.9，55℃烘干即得改性海泡石粉。
实施例2的一种高韧性陶瓷刀具密度D＝6，硬度92HRA，抗弯强度1500MPa，抗热震性能指标ΔT为800℃，断裂韧性KIC＝12MPa·m1/2。
加工设备包括加工室1，加工室1内安装有支撑板2，加工室1两侧均开设有刀具进出口3，支撑板2上滑动安装有上侧移架5，上侧移架5上安装有升降气缸8，升降气缸8活塞杆端部连接升降架9，升降架9上转动安装有防溅壳13，防溅壳13上转动安装有砂带，升降架9上安装有储水箱10，储水箱10底部安装有第一泵机11，第一泵机11抽水口与储水箱10相连通，第一泵机11出水口安装有连通软管12，连通软管12远离第一泵机11一端与防溅壳13相连通，加工室1内壁安装有固定侧板4，固定侧板4上安装有翻转气缸18，翻转气缸18输出轴连接翻转板19，翻转板19上、下两侧安装有四个连接杆20，四个连接杆20连接两个输送壳24，两个输送壳24之间设置有输送皮带，输送皮带上安装有若干循环板241，输送壳24上安装有固定板26，固定板26上安装有限位气缸27，限位气缸27活塞杆端部连接限位板28，两个限位板28设置于两个固定板26之间，加工室1内腔底部安装有底架29，底架29上滑动安装有侧移板30，侧移板30上滑动安装有下侧移架33，下侧移架33上滑动安装有托架38，托架38上安装有出液盒39、收集盒40，收集盒40内腔安装有滤网41，出液盒39外侧壁安装有第二泵机43，第二泵机43出水口连通出液盒39侧壁，第二泵机43进水口安装有连接管44，连接管44远离第二泵机43一端连通收集盒40侧壁，出液盒39上安装有若干雾化喷头。
支撑板2上表面安装有上侧移电机6，上侧移电机6输出轴连接第一丝杠7，第一丝杠7螺纹连接上侧移架5。
升降气缸8固定于上侧移架5顶部，升降架9顶部安装有四个导向杆，导向杆活动贯穿上侧移架5，升降架9一侧安装有旋转电机14，旋转电机14输出轴连接防溅壳13，防溅壳13内转动安装有两个砂带轮15，两个砂带轮15之间通过砂带传动连接，防溅壳13外侧壁安装有开刃电机16，开刃电机16输出轴连接其中一个砂带轮15。
固定侧板4与刀具进出口3设置于同一高度，输送壳24内转动安装有两个皮带轮，两个皮带轮之间通过输送皮带传动连接，其中一个输送壳24外侧壁安装有输送电机25，输送电机25输出轴连接其中一个皮带轮。
底架29顶部安装有下侧移电机31，下侧移电机31输出轴连接第二丝杠32，第二丝杠32螺纹连接侧移板30，侧移板30上安装有安装电机34，安装电机34输出轴连接第三丝杠35，第三丝杠35螺纹连接下侧移架33。
下侧移架33顶部安装有升降电机36，升降电机36输出轴连接第四丝杠37，第四丝杠37螺纹连接托架38。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按重量份计，称取纳米碳化硅15-30份、纳米氮化钛18-35份，改性海泡石粉10-20份、无水乙醇180-250份、氧化锆晶须6-10份、氢氧化铝包覆氟化钙12-20份、硅烷偶联剂KH5603-5份；
步骤二：将氧化锆晶须、氢氧化铝包覆氟化钙加入无水乙醇中，常温下以200-250r/min转速搅拌1-2h，得混合浆料；
步骤三：将纳米碳化硅、纳米氮化钛、改性海泡石粉、硅烷偶联剂KH560混合球磨后过300-400目筛，煅烧后得混合颗粒；
步骤四：将混合颗粒加入混合浆料中并置于热压烧结炉内，在1300-1500℃、25-50MPa的条件下保温保压烧结2.5-5h，随炉冷却至室温，得到半成品刀具；
步骤五：将半成品刀具的刀背放在加工设备上加工室(1)内相邻两个循环板(241)之间，两个循环板(241)带动半成品刀具移动至两个限位板(28)之间，两个限位板(28)对半成品刀具的刀背上、下两侧进行夹持，升降架(9)带动防溅壳(13)下降，防溅壳(13)带动砂带旋转，第一泵机(11)抽取储水箱(10)内的水，并通过连通软管(12)将水输送至防溅壳(13)内的砂带表面，砂带对半成品刀具刀刃上表面进行打磨，打磨过程中产生的废水通过滤网(41)的过滤流入收集盒(40)内，半成品刀具的刀刃上表面打磨完成后，上侧移架(5)移动至支撑板(2)正上方，下侧移架(33)移动至支撑板(2)正下方，翻转板(19)通过连接杆(20)带动输送壳(24)翻转180°，而后上侧移架(5)与下侧移架(33)移动至初始位置，下侧移架(33)带动出液盒(39)移动至半成品刀具下方，第二泵机(43)通过连接管(44)抽取收集盒(40)内过滤后的水，并将水输送至出液盒(39)内，雾化喷头将出液盒(39)内的水喷洒在半成品刀具的刀刃下表面，同时砂带对半成品刀具的刀刃上表面进行打磨，打磨完成后得到高韧性陶瓷刀具。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，氧化锆晶须由下述步骤制备得到：按重量份数计，分别称取15-35份氧化锆干凝胶粉末、25-35份偏钒酸钠、3-6份氟化钠，将氧化锆干凝胶粉末、偏钒酸钠、氟化钠置于搅拌机中，常温下以250-500r/min转速搅拌混合25-40min，得干凝胶混合物，将干凝胶混合物置于微波烧结炉中，常温下以15-20℃/min的速率升温至500-550℃，保温烧结6-8h，随炉冷却至室温，用去离子水洗涤，置于烘箱中干燥，得氧化锆晶须。
3.根据权利要求2所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，用去离子水洗涤5-9次，烘箱中的烘干温度为60-120℃，干燥时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，氢氧化铝包覆氟化钙由下述步骤制备得到：按重量份计，称取氟化钙30-40份、35-55份硝酸铝、3-8份聚乙烯吡咯烷酮、140-200份无水乙醇、70-110份去离子水，将氟化钙、聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇中，常温下以400-500r/min转速搅拌30-40min，再置于超声波分散机中，常温下超声分散15-30min，得氟化钙分散液，将硝酸铝加入去离子水中，常温下以180-250r/min转速搅拌15-20min，得硝酸铝溶液，将硝酸铝溶液加入氟化钙分散液，调节pH至8-9，在55-70℃的水浴条件下搅拌，常温冷却，过滤，取滤饼，置于65-90℃的烘箱中干燥1.5-3h，常温冷却，得氢氧化铝包覆氟化钙。
5.根据权利要求4所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，水浴条件下搅拌转速为250-300r/min，搅拌时间为25-35min。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，步骤三的煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间为0.8-2小时。
7.根据权利要求1所述的一种高韧性陶瓷刀具的生产工艺，其特征在于，改性海泡石粉由下述步骤制备得到：将海泡石粉放入硼酸水溶液中，海泡石粉与硼酸水溶液的体积比为1：2.5，硼酸水溶液的pH为3.6-4，浸泡7-8小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将海泡石粉洗成pH为6.8-6.9，55℃烘干即得改性海泡石粉。
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