CN1298665C - Co－Al2O3复合陶瓷刀具及其制备方法 - Google Patents

Co－Al2O3复合陶瓷刀具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备Co-Al2O3复合陶瓷陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。该材料以Co(NO3)2，Y2O3和Al2O3为原料，真空还原法、热压烧结制备纳米Co-Al2O3复合陶瓷刀具材料，其特征在于，所述材料的配方为：Co(NO3)2：0.1～0.2和Al2O3：0.75～0.89，Y2O3：0.01～0.05，其比例为实际摩尔数；球磨混料，烘干，过筛；在700℃～850℃真空还原煅烧，保温，粉碎、过筛，1450～1550℃热压烧结1小时，即得Co-Al2O3复合陶瓷刀具材料。利用本发明的配方和制备方法制备的陶瓷材料，Co的颗粒度为150nm，纳米颗粒形态为球形，材料断裂韧性大于5MPam1/2，断裂强度大于900MPa，本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。

Description

Co-Al2O3复合陶瓷刀具及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种Co-Al2O3复合陶瓷刀具材料及其制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。
背景技术
Al2O3陶瓷材料因其切削性能好，价格便宜，制备方法简单，而得到广泛应用。由于Al2O3陶瓷材料存在脆性大的缺点，使得氧化铝陶瓷刀具的应用范围受到很大限制。通过金属纳米颗粒复合方法能够大大提高氧化铝陶瓷材料的断裂强度和断裂韧性。采用简单的机械混合方法制备金属纳米复合氧化铝陶瓷材料，很难获得分散均匀的纳米复合陶瓷粉料，也不能获得性能优良的Al2O3陶瓷刀具材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种性能优良、价格低廉、制备工艺简单的Co-Al2O3复合陶瓷刀具材料及其制备方法。
本发明提出的Co-Al2O3复合陶瓷刀具，其特征在于，该刀具材料以Co(NO3)2，Y2O3和Al2O3为原料，所述材料的配方为：Co(NO3)2：0.1～0.2、Al2O3：0.75～0.89，Y2O3：0.01～0.05，其比例为实际摩尔数。
本发明提出的Co-Al2O3复合陶瓷刀具的制备方法，其特征在于，所述方法采用热压法制备，该方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为Co(NO3)2：0.1～0.2和Al2O3：0.75～0.89，Y2O3：0.01～0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛；
(4)将过筛的料在700℃～850℃真空中还原煅烧，并保温10小时～20小时；
(5)将上述处理后的料进行粉碎、过筛；
(6)将上述粉碎过筛后的粉料在1450～1550℃，氩气气氛，热压烧结1小时；
(7)将烧好的陶瓷材料进行切割、表面加工，制成切削用陶瓷刀具。
利用本发明的配方和制备方法制备的陶瓷材料，Co的颗粒度为150nm，纳米颗粒形态为球形，材料断裂韧性大于5MPam1/2，断裂强度大于900MPa，本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
(1)分别称量按摩尔比为Co(NO3)2：0.1、Al2O3：0.89，Y2O3：0.01，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛；
(4)将过筛的料在700℃真空中还原煅烧，并保温20小时；
(5)将上述处理后的料进行粉碎、过筛；
(6)将上述粉碎过筛后的粉料在1500℃，氩气气氛，热压烧结1小时。
(7)将烧好的陶瓷材料进行切割、表面加工，制成切削用陶瓷刀具。
实施例2
(1)分别称量按摩尔比为Co(NO3)2：O.15、Al2O3：0.84，Y2O3：0.01，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛；
(4)将过筛的料在700℃真空中还原煅烧，并保温20小时；
(5)将上述处理后的料进行粉碎、过筛；
(6)将上述粉碎过筛后的粉料在1450℃，氩气气氛，热压烧结1小时。
(7)将烧好的陶瓷材料进行切割、表面加工，制成切削用陶瓷刀具。
实施例3
(1)分别称量按摩尔比为Co(NO3)2：0.2、Al2O3：0.75，Y2O3：0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛；
(4)将过筛的料在800℃真空中还原煅烧，并保温20小时；
(5)将上述处理后的料进行粉碎、过筛；
(6)将上述粉碎过筛后的粉料在1550℃，氩气气氛，热压烧结1小时。
(7)将烧好的陶瓷材料进行切割、表面加工，制成切削用陶瓷刀具。

Claims (2)

1、Co-Al2O3复合陶瓷刀具，其特征在于，该刀具材料以Co(NO3)2，Y2O3和Al2O3为原料，所述材料的配方为：Co(NO3)2：0.1～0.2、Al2O3：0.75～0.89，Y2O3：0.01～0.05，其比例为实际摩尔数。
2、制备如权利要求1所述Co-Al2O3复合陶瓷刀具的方法，其特征在于，采用热压法制备，该方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为Co(NO3)2：0.1～0.2和Al2O3：0.75～0.89，Y2O3：0.01～0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛；
(4)将过筛的料在700℃～850℃真空中还原煅烧，并保温10小时～20小时；
(5)将上述处理后的料进行粉碎、过筛；
(6)将上述粉碎过筛后的粉料在1450～1550℃，氩气气氛，热压烧结1小时；
(7)将烧好的陶瓷材料进行切割、表面加工，制成切削用陶瓷刀具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1034319A1 (en) * 1997-11-26 2000-09-13 Sandvik Aktiebolag Method for depositing fine-grained alumina coatings on cutting tools
JP2004284003A (ja) * 2003-02-28 2004-10-14 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具
CN1616169A (zh) * 2003-10-30 2005-05-18 三菱综合材料株式会社 硬质被覆层具有优异的耐崩刃性的表面被覆金属陶瓷制切削工具

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