[发明专利]一种陶瓷刀具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷刀具，由以下按照重量份的原料组成：纳米氧化锆46‑49份、纳米氧化钪6‑8份、纳米氧化钕3‑5份、纳米钽粉0.9‑1.4份。本发明还提供了所述陶瓷刀具的制备方法。本发明制备的陶瓷刀具具有良好的抗弯强度及断裂韧性，能够满足市场对陶瓷刀具日益提高的性能需求，且有利于进一步拓展陶瓷刀具的应用范围。

本申请是以下申请的分案申请：申请日为2016年04月20日，申请号为2016102568672，发明名称为一种高强度陶瓷刀具及其制备方法。

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，具体是一种陶瓷刀具及其制备方法。

背景技术

切削加工在机械加工领域中占据了重要的地位，它是最基本，最可靠的加工手段。而刀具的性能是影响切削加工效率、精度、表面质量等得决定因素之一。国际机械生产技术研究协会(CIRP)的一项研究报告指出:“每一种新刀具材料的出现，都将使机械加工的能力和水平向前迈进一大步”。刀具材料是影响切削加工技术的最主要的因素，一个世纪以来刀具材料的发展从碳素工具钢、高速钢、硬质合金、TiC涂层硬质合金、A12O3涂层硬质合金到新型陶瓷刀具的出现，提高了切削加工效率。

陶瓷刀具因具备了高硬度、耐腐蚀、耐磨和耐高温等特点，逐渐取代了传统的硬质合金刀具，应用越来越广泛。与传统的硬质合金刀具相比，陶瓷刀具的主要缺点就是抗弯强度及断裂韧性不佳，当切削温度发生变化时，容易产生裂痕，因此提高陶瓷刀具的抗弯强度及断裂韧性是陶瓷刀具领域的研究热点。中国专利CN104355615B中公开了一种高硬度陶瓷刀具材料及其制备方法，虽然在一定程度上提高了陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性，但还不能达到足够的力学性能要求，还需要进一步提高抗弯强度和断裂韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷刀具及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种陶瓷刀具，由以下按照重量份的原料组成：纳米氧化锆46-49份、纳米氧化钪6-8份、纳米氧化钕3-5份、纳米钽粉0.9-1.4份。

作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料组成：纳米氧化锆47-48份、纳米氧化钪6.5-7.8份、纳米氧化钕3.2-4.5份、纳米钽粉1.0-1.3份。

作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料组成：纳米氧化锆47.5份、纳米氧化钪6.9份、纳米氧化钕4.1份、纳米钽粉1.2份。

所述陶瓷刀具的制备方法，步骤如下：

1)称取纳米氧化钪和纳米钽粉，球磨混合5-6h后，烘干，获得第一混合料；

2)将第一混合料放入煅烧炉中，在925-950℃下煅烧处理1.5-2h，获得煅烧料；

3)将煅烧料粉碎后，过250-300目筛，获得煅烧粉末；

4)称取纳米氧化锆和纳米氧化钕，放入球磨机中，并加入煅烧粉末，球磨混合8-10h后，干燥，获得第二混合料，并加入第二混合料总质量的0.5-3％的胶黏剂进行造粒，获得粒料；

5)将粒料在50-80Mpa下干压成型，获得坯体；

6)对坯体进行1100-1150℃、180-200Mpa下进行热等静压处理，使坯体致密化，获得致密坯体；

7)将致密坯体放入热压烧结炉中，在10-15Mpa、1400-1430℃下进行烧结处理，获得刀具半成品；

8)将刀具半成品进行打磨、抛光，即得高强度陶瓷刀具。

作为本发明进一步的方案：步骤4)中所述胶黏剂为聚乙烯醇溶液和羧甲基纤维素中的一种或两种组合。