[发明专利]一种氮化硅基陶瓷刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅基陶瓷刀具材料，其特征在于各组分按重量百分比为：Si₃N₄80～95%，Ti（C_1-XN_X）1～8%，其中x的范围是0.3～0.9，Y₂O₃2~8%，Al₂O₃1～4%。

2.根据权利要求1所述的一种氮化硅基陶瓷刀具材料，其特征在于所述的Si₃N₄中α- Si₃N₄含量＞92.5wt%，余量为β- Si₃N₄及不可避免的杂质。

3.权利要求1所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

（1）首先将分散剂聚丙烯酸和聚乙二醇加入去离子水中，使聚丙烯酸的质量浓度为0.6~1.2%，聚乙二醇的质量浓度为0.6~1.6%，然后进行搅拌制成分散剂溶液，并调整分散剂溶液的pH值为9～12；

（2）将氮化硅基陶瓷刀具材料原料和调整pH值后的分散剂溶液混合，其中固相的体积百分比为35～45%，然后球磨，并在60～120℃条件下烘干，再过40目筛，制成混合粉料，其中氮化硅基陶瓷刀具材料原料各组分按重量百分比Si₃N₄粉末80～95%，Ti（C_1-XN_X）粉末1～8%，其中x的范围是0.3～0.9，Y₂O₃粉末2~8%，Al₂O₃粉末1～4%；

（3）将步骤（2）制备的混合粉料在1650~1750℃条件下热压，热压压力为20~30MPa，热压时间60~80min，制成氮化硅基陶瓷刀具材料。

4.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的分散剂聚丙烯酸的分子量为4000～20000，聚乙二醇的分子量为400。

5.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的Si₃N₄粉末中Si₃N₄的质量纯度>98.5%。

6.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的Si₃N₄粉末粒度分为0.35~0.5μm和0.8~1μm两种，其中粒度为0.35~0.5μm的Si₃N₄粉末占5wt%，余量为粒度为0.8~1μm的Si₃N₄粉末。

7.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的Si₃N₄粉末中α- Si₃N₄含量＞92.5wt%，余量为β- Si₃N₄及不可避免的杂质。

8.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的Y₂O₃粉末中Y₂O₃的质量纯度>99.95％，Y₂O₃粉末的粒度为0.08～0.1μm。

9.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的Al₂O₃粉末中Al₂O₃的质量纯度>99.95％，Al₂O₃粉末的粒度为0.08～0.2μm。

10.根据权利要求3所述的氮化硅基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于所述的步骤（3）中的热压是在真空度＜10^-2MPa的真空条件或N₂气氛氛围下进行。