CN117401977B - 一种硬质合金刀具材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质合金刀具材料及其制备方法，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为(7‑11)：(2‑3):1；所述硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到硬质合金刀具材料。本发明硬质合金刀具材料的易清洁性能、强度、韧性性能、抗菌性能可实现协调式增进，通过改性的效进剂、晶须调节剂二者协配，共同协调协效，产品的性能得到进一步的改进优化。
Description
技术领域
本发明涉及合金刀具材料技术领域，具体涉及一种硬质合金刀具材料及其制备方法。
背景技术
厨房刀具是人们日常生活的必需品，日常的烹饪均需要使用刀具。目前，厨房刀具普遍存在切削硬物时，韧性不高、不耐用等问题，导致刀口变形，降低使用寿命，此外厨房用刀长期接触油污、油脂等难去除污渍和生肉产品，其易清洁性能、抗菌性能也成为关注的重点。
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件。对于硬质合金用的刀具材料现有技术中，产品的易清洁性能差，为了改进产品的易清洁性能，产品的强度、韧性性能下降，很难实现产品的易清洁性能、强度、韧性的协调改进，限制了产品的使用效率，而将易清洁性能、强度、韧性性能协调改进是本发明的技术难点。
基于此，本发明提供一种硬质合金刀具材料及其制备方法，使该硬质合金更易清洁，耐脏耐油污，同时具有比传统硬质合金更高的室温抗弯强度和断裂韧性，使用时不容易崩口，与刀柄的连接更稳定，同时具有更好的抗菌性能，适用于厨房刀具的制备上。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种硬质合金刀具材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种硬质合金刀具材料，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为(7-11)：(2-3):1。
优选地，所述改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:(3-5)搅拌混匀，然后先于210-230℃下热处理5-10min，随后再以2-4℃/min的速率冷却至48-52℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将10-15份壳聚糖溶液中加入3-6份十二烷基苯磺酸钠、1-4份硅烷偶联剂和0.2-0.3份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量4-7倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的钇/钽剂中加入改性的钇/钽剂总质量10％-15％的硅灰石效调剂，球磨，水洗、干燥，最后于得到改性的效进剂。
优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为5％-7％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
优选地，所述S03中搅拌改性的转速为750-950r/min，搅拌时间为30-40min。
优选地，所述S04中球磨的条件为：1000-1500r/min的转速下球磨1-2h。
优选地，所述硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于135-145℃下热处理5-10min，然后以1-3℃/min的速率升温至210-230℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:3-10送入到氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量3-5倍的氯化镧溶液中，于350-400r/min的转速下搅拌1-2h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂。
优选地，所述硅灰石和氢氧化钠溶液的重量比为1:5。
优选地，所述氢氧化钠溶液的质量分数为3％-6％，进一步优选为5％。
优选地，所述氯化镧溶液的质量分数为4％-7％。
优选地，所述晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照功率为100-300W，辐照时间为35-45min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将2-5份木质素磺酸钠、1-3份羟基乙酸加入到10-15份去离子水中，随后再加入1-2份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、2-4份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
优选地，所述超声改进处理的超声功率为350-400W，超声时间为30-40min。
本发明还提供了一种硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到本发明的硬质合金刀具材料。
优选地，所述挤压成型的挤压压力为100-120MPa，挤压时间为10-20min；所述烧结处理的温度为1470-1490℃，烧结1-2h。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明硬质合金刀具材料采用碳化钨配合改性的效进剂、晶须调节剂，通过球磨、挤压成型，再烧结处制备的刀具材料，产品的易清洁性能、强度、韧性性能可实现协调式增进，通过改性的效进剂、晶须调节剂二者协配，共同协调协效，产品的性能得到进一步的改进优化；
2、改性的效进剂采用氧化钇、氧化钽经过210-230℃下热处理5-10min，再以2-4℃/min的速率冷却至48-52℃，优化钇、钽的活性效能，同时经过壳聚糖溶液、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂和纳米硅溶胶构成的改性液对钇/钽复调剂协调改性，获得更高的抗菌效果，通过改性液原料之间相互调配，共同增效，改性的钇/钽剂与原料之间的界面相容性增强，以及与硅灰石效调剂能够更好的协配；
3、硅灰石效调剂采用硅灰石经过135-145℃下热处理5-10min，然后以1-3℃/min的速率升温至210-230℃以及配合氢氧化钠溶液处理，优化硅灰石的效能体系，增强硅灰石的补强效果，经过氯化镧溶液协配改进，从而硅灰石效调剂与改性的钇/钽剂协调补强效果进一步的增强，产品体系的性能效果得到进一步的完善，改性的效进剂能够进一步的增强体系晶粒之间的分布性，优化晶粒分布均匀效果，同时增强晶粒之间的界面结合性，改进体系的整体性能效果；同时硅灰石具有针状结构，经过本发明特定工艺处理后，点状分布排列，能够产生易洁点位，提高产品的易清洁效果；
4、晶须调节剂以晶须结构经过质子辐照，改进活性效果，便于晶须在体系中分布，优化体系的强度、韧性性能、抗菌性能，同时经过调节液调节改进，增强晶须调节体系性能效果，与改性的效进剂的协同增效效果增强，调节液采用木质素磺酸钠、羟基乙酸、柠檬酸钠溶液和石墨烯相互协配组成，通过原料之间的组配，增强晶须调节剂原料之间的界面活性，同时以石墨烯调配改进晶须，通过片状的石墨烯进一步的增强体系的韧性效果，以及通过石墨烯片状结构承载在体系中，增强体系的界面兼容性，同时为硅灰石的点状结构提供更好的承载环境，从而易清洁能力进一步的增强，继而实现产品的易清洁性能、强度、韧性性能协调式增进。
5、本发明的硬质合金材料用于厨房刀具的制备上，具有更易清洁，耐脏耐油污、不易滋生细菌的效果，同时具有比传统硬质合金更高的室温抗弯强度和断裂韧性，使用时不容易崩口，与刀柄的连接更稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种硬质合金刀具材料，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为(7-11)：(2-3):1。
本实施例的改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:(3-5)搅拌混匀，然后先于210-230℃下热处理5-10min，随后再以2-4℃/min的速率冷却至48-52℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将10-15份壳聚糖溶液中加入3-6份十二烷基苯磺酸钠、1-4份硅烷偶联剂和0.2-0.3份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量4-7倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的钇/钽剂中加入改性的钇/钽剂总质量10％-15％的硅灰石效调剂，于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h，球磨结束，水洗、干燥，最后于得到改性的效进剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为5％-7％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
本实施例的S03中搅拌改性的转速为750-950r/min，搅拌时间为30-40min。
本实施例的硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于135-145℃下热处理5-10min，然后以1-3℃/min的速率升温至210-230℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:5送入到质量分数5％的氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量3-5倍的氯化镧溶液中，于350-400r/min的转速下搅拌1-2h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂。
本实施例的氯化镧溶液的质量分数为4％-7％。
本实施例的晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照功率为100-300W，辐照时间为35-45min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将2-5份木质素磺酸钠、1-3份羟基乙酸加入到10-15份去离子水中，随后再加入1-2份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、2-4份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
本实施例的超声改进处理的超声功率为350-400W，超声时间为30-40min
本实施例的一种硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到本发明的硬质合金刀具材料。
本实施例的挤压成型的挤压压力为100-120MPa，挤压时间为10-20min；所述烧结处理的温度为1470-1490℃，烧结1-2h。
实施例1.
本实施例的一种硬质合金刀具材料，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为7：2:1。
本实施例的改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:3搅拌混匀，然后先于210℃下热处理5min，随后再以2℃/min的速率冷却至48℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将10份壳聚糖溶液中加入3份十二烷基苯磺酸钠、1份硅烷偶联剂和0.2份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量4倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的钇/钽剂中加入改性的钇/钽剂总质量10％的硅灰石效调剂，于1000r/min的转速下球磨1h，球磨结束，水洗、干燥，最后于得到改性的效进剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为5％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
本实施例的S03中搅拌改性的转速为750r/min，搅拌时间为30min。
本实施例的硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于135℃下热处理5min，然后以1℃/min的速率升温至210℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:5送入到质量分数5％的氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量3倍的氯化镧溶液中，于350r/min的转速下搅拌1h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂。
本实施例的氯化镧溶液的质量分数为4％。
本实施例的晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照功率为100W，辐照时间为35min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将2份木质素磺酸钠、1份羟基乙酸加入到10份去离子水中，随后再加入1份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、2份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
本实施例的超声改进处理的超声功率为350W，超声时间为30min。
本实施例的一种硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到本发明的硬质合金刀具材料。
本实施例的挤压成型的挤压压力为100MPa，挤压时间为10min；所述烧结处理的温度为1470℃，烧结1h。
实施例2.
本实施例的一种硬质合金刀具材料，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为11：3:1。
本实施例的改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:5搅拌混匀，然后先于230℃下热处理10min，随后再以4℃/min的速率冷却至52℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将15份壳聚糖溶液中加入6份十二烷基苯磺酸钠、4份硅烷偶联剂和0.3份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量7倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的钇/钽剂中加入改性的钇/钽剂总质量15％的硅灰石效调剂，于1500r/min的转速下球磨2h，球磨结束，水洗、干燥，最后于得到改性的效进剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为7％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
本实施例的S03中搅拌改性的转速为950r/min，搅拌时间为40min。
本实施例的硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于145℃下热处理10min，然后以3℃/min的速率升温至230℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:5送入到质量分数5％的氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量5倍的氯化镧溶液中，于400r/min的转速下搅拌2h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂。
本实施例的氯化镧溶液的质量分数为7％。
本实施例的晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照功率为300W，辐照时间为45min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将5份木质素磺酸钠、3份羟基乙酸加入到15份去离子水中，随后再加入2份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、4份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
本实施例的超声改进处理的超声功率为400W，超声时间为40min
本实施例的一种硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到本发明的硬质合金刀具材料。
本实施例的挤压成型的挤压压力为120MPa，挤压时间为20min；所述烧结处理的温度为1490℃，烧结2h。
实施例3.
本实施例的一种硬质合金刀具材料，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为9：2.5:1。
本实施例的改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:4搅拌混匀，然后先于220℃下热处理7.5min，随后再以3℃/min的速率冷却至50℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将12.5份壳聚糖溶液中加入4.5份十二烷基苯磺酸钠、2.5份硅烷偶联剂和0.25份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量5.5倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的剂中加入改性的钇/钽剂总质量12.5％的硅灰石效调剂，于1250r/min的转速下球磨1.5h，球磨结束，水洗、干燥，最后于得到改性的效进剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为6％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
本实施例的S03中搅拌改性的转速为800r/min，搅拌时间为35min。
本实施例的硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于140℃下热处理7.5min，然后以2℃/min的速率升温至220℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:5送入到质量分数5％的氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量4倍的氯化镧溶液中，于370r/min的转速下搅拌1.5h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂。
本实施例的氯化镧溶液的质量分数为5.5％。
本实施例的晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照功率为200W，辐照时间为40min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将3.5份木质素磺酸钠、2份羟基乙酸加入到12.5份去离子水中，随后再加入1.5份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、3份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
本实施例的超声改进处理的超声功率为375W，超声时间为35min。
本实施例的一种硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到本发明的硬质合金刀具材料。
本实施例的挤压成型的挤压压力为110MPa，挤压时间为15min；所述烧结处理的温度为1480℃，烧结1.5h。
对比例1.
与实施例3不同是未添加改性的效进剂。
对比例2.
与实施例3不同是改性的效进剂制备中未采用，于220℃下热处理7.5min，随后再以3℃/min的速率冷却至50℃。
对比例3.
与实施例3不同是改性的效进剂制备中未采用改性液处理。
对比例4.
与实施例3不同是改性液制备中未加入十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂。
对比例5.
与实施例3不同是改性液制备中未加入纳米硅溶胶。
对比例6.
与实施例3不同是改性的效进剂制备中未采用硅灰石效调剂处理。
对比例7.
与实施例3不同是硅灰石效调剂采用硅灰石代替。
对比例8.
与实施例3不同是硅灰石效调剂制备中氯化镧溶液采用去离子水代替。
对比例9.
与实施例3不同是未添加晶须调节剂。
对比例10.
与实施例3不同是晶须调节剂中未采用调节液处理。
对比例11.
与实施例3不同是晶须调节剂中未采用S101步骤处理。
实施例1-3及对比例1-11产品进行抗弯强度(GB/T3851-1983)、断裂韧性(压痕法)以及易清洁性能测试；
清洁性能采用油垢、尘土按照重量比2:1组成污剂，污剂涂布到测试产品中，涂布结束，于室温下放置24h，然后通过施加擦拭力对污剂清洁干净，测试擦拭力的大小来反应清洁程度；
抗菌性能测试以大肠杆菌、黄色葡萄球菌和白色念珠菌作为实验菌种，实验采用琼脂平板法将菌种接种在所得刀具材料上，24h统计活菌数，计算灭菌率，每个样品平行计算3次取均值。灭菌率＝(接种活菌数-24h后活菌数)/接种活菌数×100％。
性能测量结果如下：
从实施例1-3及对比例1-11中得出，本发明实施例3的抗弯强度最高可达到2515N/mm2，断裂韧性可达到21.6MPa.m0.5，擦拭力可低至2.10N，产品的抗弯强度、断裂韧性和擦拭力可实现协调式的改进；
从对比例1、对比例9和实施例3中看出，未添加改性的效进剂、未添加晶须调节剂中的一种，产品性能显著变差，只有采用二者协配，共同协效，产品的性能效果最为显著；
从对比例1-5及实施例3中看出，改性的效进剂制备中未采用，于220℃下热处理7.5min，随后再以3℃/min的速率冷却至50℃、未采用改性液处理、改性液制备中未加入十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂、未加入纳米硅溶胶，产品的性能均有变差趋势；
从对比例6-8及实施例3中看出，改性的效进剂制备中未采用硅灰石效调剂处理、硅灰石效调剂采用硅灰石代替、硅灰石效调剂制备中氯化镧溶液采用去离子水代替，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的改性液、本发明的方法制备的硅灰石效调剂配合本发明特定的工艺制备的硅灰石效调剂，产品的性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果明显；
从对比例9-11中看出，晶须调节剂中未采用调节液处理、晶须调节剂中未采用S101步骤处理，产品的性能均有变差趋势，未采用调节液处理，产品的性能变差最为明显，采用本发明的调节液处理得到的晶须调节剂与改性的效进剂协配增效最为明显，产品的性能效果最为显著。
抗菌性能测试如下：
结果表明，实施例1-3制备的硬质合金材料通过实现抗菌材料在合金材料中的均匀分布，实现了对于大肠杆菌、黄色葡萄球菌和白色念珠菌良好的抗菌效果，而对比例1、9分别表明，未采用改性效进剂处理或不添加晶须调节剂，所得结构难以实现良好的抗菌性能。
调节液的制备方法为：
将3.5份木质素磺酸钠、2份羟基乙酸加入到12.5份去离子水中，随后再加入1.5份质量分数10％的柠檬酸钠溶液、3份石墨烯，搅拌充分，得到调节液。
本发明通过调节液对产品性能进一步的探究；
实验例1.
与实施例3相同，唯有不同是调节液中未加入木质素磺酸钠。
实验例2.
与实施例3相同，唯有不同是调节液中未加入羟基乙酸。
实验例3.
与实施例3相同，唯有不同是调节液中未加入石墨烯。
实验例4.
与实施例3相同，唯有不同是调节液中未加入柠檬酸钠溶液。
实验例1-4的性能测试如下：
从实验例1-4可看出，调节液中未加入石墨烯，在调节液的制备因素中，产品性能变差最为明显，其次是未加入羟基乙酸，调节液中未加入木质素磺酸钠、柠檬酸钠溶液，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的调节液，产品的性能效果最为显著，调节液的制备中，原料缺一不可，只有采用本发明特定的原料配比，采用其他原料配比，均不如本发明的效果显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种硬质合金刀具材料，其特征在于，硬质合金刀具材料包括碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂；其中碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂的物质质量比为（7-11）：（2-3）：1，所述改性的效进剂的制备方法为：
S01：将氧化钇、氧化钽按照重量比1:（3-5）搅拌混匀，然后先于210℃下热处理5min，随后再以2℃/min的速率冷却至48℃，保温，得到钇/钽复调剂；或者，将氧化钇、氧化钽按照重量比1:（3-5）搅拌混匀，先于 230℃下热处理 10min，随后再以 4℃/min 的速率冷却至 52℃，保温，得到钇/钽复调剂；或者，将氧化钇、氧化钽按照重量比1:（3-5）搅拌混匀，先于220℃下热处理 7.5min，随后再以 3℃/min 的速率冷却至 50℃，保温，得到钇/钽复调剂；
S02：将10-15份壳聚糖溶液中加入3-6份十二烷基苯磺酸钠、1-4份硅烷偶联剂和0.2-0.3份纳米硅溶胶搅拌混匀，得到改性液；所述壳聚糖溶液的质量分数为5%-7%；
S03：将钇/钽复调剂于钇/钽复调剂总质量4-7倍的改性液中搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性的钇/钽剂；
S04：将改性的钇/钽剂中加入改性的钇/钽剂总质量10%-15%的硅灰石效调剂，球磨，水洗、干燥，最后得到改性的效进剂；
所述硅灰石效调剂的制备方法为：
将硅灰石置于135-145℃下热处理5-10min，然后以1-3℃/min的速率升温至210-230℃，随后再空冷至室温，备用；将备用的硅灰石按照重量比1:3-10送入到氢氧化钠溶液中搅拌均匀，再水洗、干燥，得到预改性的硅灰石，所述氢氧化钠溶液的质量分数为3%-6%；
将预改性的硅灰石浸渍在预改性的硅灰石总质量3-5倍的氯化镧溶液中，于350-400r/min的转速下搅拌1-2h，搅拌结束，得到硅灰石效调剂，所述氯化镧溶液的质量分数为4%-7%；
所述晶须调节剂的制备方法为：
S101：将碳化硅晶须先置于质子辐照箱内辐照，功率为100-300W，辐照时间为35-45min，辐照结束，得到碳化硅晶须辐照剂；
S102：将2-5份木质素磺酸钠、1-3份羟基乙酸加入到10-15份去离子水中，随后再加入1-2份质量分数10%的柠檬酸钠溶液、2-4份石墨烯，搅拌充分，得到调节液；
将碳化硅晶须辐照剂、调节液按照重量比1:5超声改进处理，超声结束，抽滤、干燥，即可得到晶须调节剂。
2.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
3.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料，其特征在于，所述S03中搅拌改性的转速为750-950r/min，搅拌时间为30-40min。
4.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料，其特征在于，所述S04中球磨的条件为：1000-1500r/min的转速下球磨1-2h。
5.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料，其特征在于，所述硅灰石和氢氧化钠溶液的重量比为1:5。
6.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料，其特征在于，所述超声改进处理的超声功率为350-400W，超声时间为30-40min。
7.一种如权利要求1-6任一项所述硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳化钨、改性的效进剂、晶须调节剂搅拌混匀，于球磨机中球磨，球磨过100目，再挤压成型，最后烧结处理，得到所述硬质合金刀具材料。
8.根据权利要求7所述的硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述挤压成型的挤压压力为100-120MPa，挤压时间为10-20min。
9.根据权利要求7所述的硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的温度为1470-1490℃，烧结1-2h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311347570.3A CN117401977B (zh) | 2023-10-18 | 一种硬质合金刀具材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311347570.3A CN117401977B (zh) | 2023-10-18 | 一种硬质合金刀具材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117401977A CN117401977A (zh) | 2024-01-16 |
| CN117401977B true CN117401977B (zh) | 2024-06-28 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SiC晶须增韧WC陶瓷刀具材料的研究;曹玉军等;《硬质合金》;20050930(第03期);第161-166页 * |
| 硬质合金复合刀具的制备及性能研究;梁冬冬等;《铸造技术》;20161218;第37卷(第12期);第2654-2659页 * |
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