CN1515519A - 剪切纤维的陶瓷刀具材料及其制备工艺 - Google Patents

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本发明涉及到陶瓷刀具材料及其制备工艺，尤其是一种用于纺织业剪切纤维材料用的陶瓷刀具材料及其制备工艺。陶瓷刀具材料是以3Y－PSZ(3mol％Y2O3部分稳定的ZrO2)为基体，添加α－Al2O3，利用相变增韧和颗粒弥散增强机理，经分散处理后热压成型，生产出性能优良的陶瓷纺织剪刀材料ZrO2/Al2O3，并加工成纺织剪刀。本发明构思新颖，用价格便宜的3Y－PSZ与氧化铝颗粒来制备陶瓷纺织剪刀，降低了材料成本；采用相变增韧和颗粒弥散补强协同作用来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度，其整体机械性能得到优化。用该材料制做的陶瓷纺织剪刀的硬度和抗磨损性能良好，使用寿命长，加工质量好，其性能价格比合理。

Description

剪切纤维的陶瓷刀具材料及其制备工艺
(一)技术领域
本发明涉及到陶瓷刀具材料及其制备工艺，尤其是一种用于纺织业剪切纤维的陶瓷刀具材料及其制备工艺。
(二)背景技术
目前国内纺织业，大量应用的剪切纺织纤维材料用的刀具，一般采用硬质合金材料。该材料硬度及耐磨性能较差，易发生磨损失效，使用寿命短。尤其是用来剪切高强度涤纶丝等化学纤维时，该材料机械性能的不足，严重影响到生产效率和加工质量的提高。进口的陶瓷材料剪刀，其耐磨性较好，使用寿命长，但价格非常昂贵，一般是普通剪刀的几倍甚至几十倍，其性能价格比不合理。因此，纺织业迫近需要一种硬度高、耐磨性好、机械性能优良、性能价格比合理的剪切纺织纤维材料用的陶瓷刀具材料。
(三)发明内容
本发明的目的是提供机械性能优良、性能价格比合理的剪切纺织纤维材料用的陶瓷刀具材料及其制备工艺，替代进口产品，提高生产效率和加工质量。为纺织业提高经济及社会效益创造条件。
本发明的基本构思是以3Y-PSZ(3mol％Y2O3部分稳定的ZrO2)为基体，添加α-Al2O3，利用相变增韧和颗粒弥散增强机理，经分散处理后热压成型，生产出性能优良的陶瓷纺织剪刀材料ZrO2/Al2O3，并加工成纺织剪刀。
剪切纤维的陶瓷刀具材料的组成比例为(体积比)：Al2O3颗粒  10-30％，MgO0.5-1.5％，CaO  0.5-1.5％，3Y-PSZ(3mol％Y2O3部分稳定的ZrO2)65-90％。
剪切纤维的陶瓷刀具材料加工工艺，包括分散处理工艺和热压成型工艺。分散处理工艺是将3Y-PSZ与氧化铝颗粒的稀浆(加无水乙醇)于球磨机中球磨混合5-10小时，经真空干燥后用100目筛筛选。热压工艺为：在1500℃-1600℃的温度下加压30MPa，热压1小时成型。
本发明构思新颖，用价格便宜的3Y-PSZ与氧化铝颗粒来制备陶瓷纺织剪刀，降低了材料成本；采用相变增韧和颗粒弥散补强协同作用来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度，其整体机械性能得到优化。用该材料制做的陶瓷纺织剪刀的硬度和抗磨损性能良好，使用寿命长，其性能价格比合理。
(四)实施例：
按实施例附表中所列的组成成份，先将Al2O3和3Y-PSZ颗粒、MgO及CaO的稀浆(加无水乙醇)于缸式球磨机中用ZrO2球混合5-10小时，混匀后将此混合料放入真空干燥箱中干燥，干燥后用100目筛筛选，用石墨模在氩气气氛中，按实施例附表中所列的温度，加压30MPa，烧结1小时即得到致密度高于99％的胚料，经切割磨光和超声波加工后即制成陶瓷纺织剪刀。
实施例附表
编号           组成成份(体积比) 加热温度   压力(MPa)                   力学性能
  Al2O3 3Y-PSZ MgO  CaO   硬度HV(GPa)   断裂韧性KIC(MPa.m1/2)   抗弯强度(MPa)
1   20％ 79％ 0.5％ 0.5％ 1500℃   30   17.6±0.2   8.5±0.8   830±50
2   30％ 69％ 0.5％ 0.5％ 1600℃   30   18.5±0.2   6.7±0.2   530±50

Claims (2)

1、剪切纤维的陶瓷刀具材料，其特征为材料成分由3Y-PSZ(3mol％Y2O3部分稳定的ZrO2)和α-Al2O3组成，材料的组成比例为(体积比)：Al2O3颗粒10-30％，MgO0.5-1.5％，CaO 0.5-1.5％，3Y-PSZ(3mol％Y2O3部分稳定的ZrO2)65-90％。
2、剪切纤维的陶瓷刀具材料的制备工艺，其特征为该材料制备工艺包括分散处理工艺和热压成型工艺，分散处理工艺是将3Y-PSZ与氧化铝颗粒的稀浆(加无水乙醇)于球磨机中球磨混合5-10小时，经真空干燥后用100目筛筛选，热压工艺为：在1500℃-1600℃的温度下加压30MPa，热压1小时成型。
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