CN115385723A - 一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Sialon陶瓷制品的处理方法，具体是一种能够提高Sialon陶瓷制品力学性能的处理方法，包括下述工艺步骤：首先选择Sialon陶瓷制品，并采用丙酮溶液进行超声波清洗30min去除表面的油污等杂物；然后将处理后的Sialon陶瓷制品放入程序控制深冷箱中，严格控制降温速率1.5℃/min，缓慢降低温度到‑150℃~‑196℃，保温时间3‑21h，之后缓慢升温到室温（升温速率1.5℃/min），处理完毕后再将Sialon陶瓷制品放入电阻炉中进行100℃‑200℃的回火处理（升温速率2℃/min），保温2‑4h后随炉冷却到室温；最后将处理后的Sialon陶瓷制品进行丙酮溶液的超声波清洗10min，即得。本发明使用深冷处理工艺对Sialon陶瓷制品进行处理，发明成本低，对环境友好，易于实现大规模工业化应用，可以改善Sialon陶瓷制品内部组织，提高维氏硬度和残余压应力。

Description

一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法

技术领域

本发明涉及一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，属于表面处理领域。

背景技术

冷处理技术是20世纪60年代在普通冷处理（-100~0℃）的基础上发展起来的一门新技术，是在-130℃以下对材料进行处理的一种方法，是最新的材料强韧化处理工艺之一。深冷处理可有效提高钢铁材料、非铁金属及复合材料的力学性能和使用寿命，稳定尺寸，改善均匀性，减小变形，而且操作简便。深冷处理能在不降低工件强度与硬度的情况下，显著提高工件的韧性。无污染，成本低，具有积极的应用前景和发展空间。

发明内容

本发明的目的，是提供一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，适合大规模来提升Sialon陶瓷制品的寿命。其技术方案为：

一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，包括如下步骤：

1）选择Sialon陶瓷制品，并采用丙酮溶液进行超声波清洗30min去除表面的油污等杂物；

2）放入程序控制深冷箱中，深冷温度-150℃~-196℃，保温时间3-21h，处理完毕后进行100℃-200℃的回火处理，保温2-4h；

3）处理完毕后取出Sialon陶瓷制品，进行丙酮溶液的超声波清洗10min；

4）检测处理后的Sialon陶瓷制品维氏硬度和残余应力。

进一步地，步骤2）所述的深冷处理工艺过程，先从室温开始缓慢的降温，降温速率为1℃/min，液氮温度降低到-150℃~-196℃时保温3-21h，后恢复到室温（升温速率1.5℃/min），将深冷处理后的刀具放入电阻炉中，进行100℃-200℃的回火处理，升温速率2℃/min，保温2-4h，之后随炉冷却到室温。

进一步地，步骤2）深冷处理时，有两种处理方法，一种是深冷处理后制品在程序深冷箱中缓慢升温到室温，另一种是深冷处理后的制品直接从程序深冷箱中取出在室温下恢复到室温。

本发明具有以下有益效果：

本发明为Sialon陶瓷制品提供了一种表面处理工艺，能够解决因Sialon陶瓷刀具高速干车削高温合金刀具磨损严重导致的刀具寿命较低的问题。深冷处理可以提高Sialon陶瓷制品的力学性能，之后的回火处理可以有效地消除内部产生的残余热应力。深冷处理为氮化硅陶瓷制品表面处理提供了新的理念，具有普遍的科学意义和实用价值。

具体实施方式

实施例一：

一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，包括下述工艺步骤：

所用Sialon陶瓷制品为KS6030（日本京瓷集团切削刀具），HVS-50数显维氏硬度计，X射线衍射应力仪Stresstech Xstress 3000 G2R测量表面残余应力。

1）Sialon陶瓷制品选用KS6030，采用丙酮溶液进行超声波清洗30min，去除表面油污，备用；

2）将Sialon陶瓷制品KS6030进行深冷处理，置于深冷处理设备中缓慢降温至-190℃，三把KS6030分别保温6h，之后拿出缓慢升温。待制品达到室温后，置于加热炉中进行150℃的回火处理，保温时间3h，处理完毕后随炉冷却到室温；

3）处理完毕后取出制品，进行丙酮溶液超声波清洗10min，去除表面杂质，即得；

4）检测处理后的Sialon陶瓷制品KS6030，相比未深冷处理Sialon陶瓷制品KS6030，维氏硬度提升15%，残余压应力提升20%。

实施例二：

一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，包括下述工艺步骤：

所用Sialon陶瓷制品为KS6030（日本京瓷集团切削刀具），HVS-50数显维氏硬度计，X射线衍射应力仪Stresstech Xstress 3000 G2R测量表面残余应力。

1）Sialon陶瓷制品选用KS6030，采用丙酮溶液超声波清洗30min，去除表面油污，备用；

2）将Sialon陶瓷制品KS6030进行深冷处理，置于深冷处理设备中缓慢降温至-190℃，三把KS6030分别保温12h，之后拿出缓慢升温。待制品达到室温后，置于加热炉中进行150℃的回火处理，保温时间3h，处理完毕后随炉冷却到室温；

3）处理完毕后取出制品，进行丙酮溶液的超声波清洗10min，去除表面杂质，即得；

4）检测处理后的Sialon陶瓷制品KS6030，相比未深冷处理Sialon陶瓷制品KS6030，维氏硬度提升16%，残余压应力提升28%。

实施例三：

一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，包括下述工艺步骤：

所用Sialon陶瓷制品KS6030（日本京瓷集团切削刀具），HVS-50数显维氏硬度计，X射线衍射应力仪Stresstech Xstress 3000 G2R测量表面残余应力。

1）Sialon陶瓷制品选用KS6030，采用丙酮溶液超声波清洗30min，去除表面油污，备用；

2）将Sialon陶瓷制品KS6030进行深冷处理，置于深冷处理设备中缓慢降温至-190℃，三把KS6030分别保温18h，之后拿出缓慢升温。待制品达到室温后，置于加热炉中进行150℃的回火处理，保温时间3h，处理完毕后随炉冷却到室温；

3）处理完毕后取出制品，进行丙酮溶液的超声波清洗10min，去除表面杂质，即得；

4）检测处理后的Sialon陶瓷制品KS6030，相比未深冷处理Sialon陶瓷制品KS6030，维氏硬度提升19%，残余压应力提升36%。

Claims (3)

1.一种提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，其特征包括下述工艺步骤：

1）选择Sialon陶瓷制品，并采用丙酮溶液进行超声波清洗30min去除表面的油污等杂物；

2）放入程序控制深冷箱中，深冷温度-150℃~-196℃，保温时间3-21h，处理完毕后进行100℃-200℃的回火处理，保温2-4h；

3）处理完毕后取出Sialon陶瓷制品，进行丙酮溶液的超声波清洗10min；

4）检测处理后的Sialon陶瓷制品维氏硬度和残余应力。

2.根据权利要求1所述的提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，其特征在于：步骤2）所述的深冷处理工艺过程，先从室温开始缓慢的降温，降温速率为1.5℃/min，液氮温度降低到-150℃~-196℃时，保温3-21h，后恢复到室温（升温速率1.5℃/min），将深冷处理后的Sialon陶瓷制品放入电阻炉中，进行100℃-200℃的回火处理，升温速率2℃/min，保温2-4h，之后随炉冷却到室温。

3.根据权利要求1所述的提高Sialon陶瓷制品力学性能的方法，其特征在于：步骤2）深冷处理时，有两种处理方法，一种是深冷处理后制品在程序深冷箱中缓慢升温到室温，另一种是深冷处理后的制品直接从程序深冷箱中取出在室温下恢复到室温。