[发明专利]一种氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料及其制备方法，包括步骤：1)原料的准备；2)将50～70重量份粒径为0.5～1.5μm的氧化铝粉末、15～25重量份粒径为0.5～1.5μm的碳氮化钛粉末、15～25重量份粒径为0.5～1.5μm碳化钨钛粉末,倒入混料桶中，加入无水乙醇作为介质，在球磨机上球磨43～53h，以使各相材料混合更加均匀，再经过真空干燥、过筛，得到分散良好的复合陶瓷材料粉末料,封装以备用；3)装料与烧结；克服单一添加颗粒对提高材料力学性能受到限制的缺陷，能有效提高陶瓷刀具材料综合力学性能。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷刀具材料具有较高的硬度和耐磨性及良好的高温力学性能，其与金属亲和力小、摩擦系数较低、化学稳定性好，在切削过程中不易与金属发生粘结。因此，陶瓷刀具具有可以加工传统刀具难以加工或根本不能加工的超硬材料等诸多优点。但是由于陶瓷刀具所固有的脆性缺陷限制了其实际应用，因此如何在保持超强度、高硬度的优势下，有效地改善其脆性、提高其在实际应用中的可靠性便成为了陶瓷刀具材料研制的关键问题。近年来，在优化陶瓷刀具材料性能的探索过程中做出了许多努力，其中在基体中添加增强颗粒是一种有效且易于实现的改善陶瓷材料力学性能的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服单一添加颗粒对提高材料力学性能受到限制的缺陷，提供一种能有效提高陶瓷刀具材料综合力学性能的氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：

氧化铝 50～70；

碳氮化钛 15～25；

碳化钨钛 15～25。

作为优选的技术方案，所述氧化铝为0.5～1.5μm的氧化铝粉末。

作为优选的技术方案，所述碳氮化钛为0.5～1.5μm的碳氮化钛粉末。

作为优选的技术方案，所述碳化钨钛为0.5～1.5μm的碳化钨钛粉末。

作为优选的技术方案，所述氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料抗弯强度为745～945MPa，断裂韧度为6.1～6.57MPa·m^1/2，硬度为17.3～21.21GPa。

本发明还提供一种制备氧化铝高性能复合陶瓷刀具材料的方法，包括步骤：

1)用无水乙醇作为介质，分别对氧化铝、碳氮化钛和碳化钨钛原料粉末进行单独球磨，球磨过程在缸式球磨机上进行，其中，将氧化铝粉末球磨65～79h以打散较大的团聚颗粒，获得更为均匀的粒径为0.5～1.5μm的粉末；碳氮化钛粉末球磨65～79h以打散较大的团聚颗粒，获得更为均匀的粒径为0.5～1.5μm的粉末；碳化钨钛粉末球磨230～250h,以减小粉末粒径至0.5～1.5μm，之后都经过真空干燥、过筛，封装以备用；

2)将50～70重量份粒径为0.5～1.5μm的氧化铝粉末、15～25重量份粒径为0.5～1.5μm的碳氮化钛粉末、15～25重量份粒径为0.5～1.5μm碳化钨钛粉末,倒入混料桶中，加入无水乙醇作为介质，在球磨机上球磨43～53h，以使各相材料混合更加均匀，再经过真空干燥、过筛，得到分散良好的复合陶瓷材料粉末料,封装以备用；