一種高機械強度的陶瓷刀具材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及陶瓷材料技術領域，更具體地說是一種高機械強度的陶瓷刀具材料及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在工業界，金屬加工用切削刀具是一種非常重要的產品。常用刀具材料分為以下 幾類：（1)高速鋼材料；（2)硬質合金材料；（3)陶瓷刀具材料；(4)超硬刀具材料。陶瓷材 料以其優異的耐熱性、耐磨性和化學穩定性成為目前一種最有前途的高速切削刀具材料， 在生產中有廣泛的應用前景。在高速切削領域和切削難加工材料方面扮演著越來越重要的 角色。
[0003] 陶瓷切削工具具備了高硬度、高密度、耐高溫，抗磁化、抗氧化、耐腐蝕性強、化學 穩定性好、高耐磨性等特點，但是還是存在易碎、散熱性差、抗熱震性差、抗磨性能有限等缺 點，需要改進，同時需要不斷降低生產成本，實現企業最大利益，促進科技進步。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了彌補現有技術的不足，提供一種高機械強度的陶瓷刀具材料 及其制備方法。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種高機械強度的陶瓷刀具材料，由以下重量份原料制成：二氧化硅50-70、納米氧化 鋁10-12、黃銹石6-8、氟化鈉1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸鎂晶須2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、 三縮水甘油酯3-5、硼酸酯偶聯劑4-6、三氯化銻2-4、五氧化二磷1-2、酚醛樹脂乳液2-3、丁 二醇2-4、助劑6-7 ; 所述助劑由以下重量份原料制成：硼鋁石8-12、高爐礦渣20-24、氧化銅4-6、丁苯橡膠 膠乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸鈉1-2、水鎂石纖維1-3、牛骨2-4、磷酸二氫鈣2-3、二丙二醇 2-4 ;制備方法為：將硼鋁石、高爐礦渣、氧化銅、石膏、水鎂石纖維、牛骨加到混料機中，加 入丁苯橡膠膠乳、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈣、二丙二醇和水進行濕法混合，2-3小時后將混合 好的漿料加到膠磨機中研磨過100-200目篩，加熱干燥除去水分，再加入其余剩余的成分 攪拌均勻，將所得的物料輸入噴霧造粒塔中制成顆粒即可。
[0006] -種高機械強度的陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將二氧化硅、納米氧化鋁、黃銹石、硼酸鎂晶須、粉煤灰混合后在920-970°C下煅燒 1-2小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為5-12h，得混合粉備 用； (2) 將氟化鈉、聚丙烯酸、甘油、三縮水甘油酯、硼酸酯偶聯劑、酚醛樹脂乳液、丁二醇混 合，在30-40°C下處理40-50分鐘后加入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20-30分 鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、抗靜電添加劑以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度邊 攪拌邊加熱，加熱至50-70°C時保溫20-30分鐘，干燥后球磨； (4)將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130MPa-160MPa，壓 制用時為5-8h即得。
[0007] 本發明的優點在于： 本發明的陶瓷刀具材料以二氧化硅為主要原料，并添加了硼酸鎂晶須、黃銹石，納米氧 化鋁等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整體機械強度，還可以改善其耐腐蝕性和耐熱性， 使用壽命長，降低了使用成本。
【具體實施方式】
[0008] 實施例1 一種高機械強度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅50、納米氧 化鋁10、黃銹石6、氟化鈉1、聚丙烯酸1、硼酸鎂晶須2、粉煤灰15、甘油2、三縮水甘油酯3、 硼酸酯偶聯劑4、三氯化銻2、五氧化二磷1、酚醛樹脂乳液2、丁二醇2、助劑6 ; 所述助劑由以下重量（kg)原料制成：硼鋁石8、高爐礦渣20、氧化銅4、丁苯橡膠膠乳 2、石膏3、三聚磷酸鈉1、水鎂石纖維1、牛骨2、磷酸二氫鈣2、二丙二醇2 ;制備方法為：將硼 鋁石、高爐礦渣、氧化銅、石膏、水鎂石纖維、牛骨加到混料機中，加入丁苯橡膠膠乳、三聚磷 酸鈉、磷酸二氫鈣、二丙二醇和水進行濕法混合，2小時后將混合好的漿料加到膠磨機中研 磨過100目篩，加熱干燥除去水分，再加入其余剩余的成分攪拌均勻，將所得的物料輸入噴 霧造粒塔中制成顆粒即可。
[0009] -種高機械強度的陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將二氧化硅、納米氧化鋁、黃銹石、硼酸鎂晶須、粉煤灰混合后在920°C下煅燒1小 時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為5h，得混合粉備用； (2) 將氟化鈉、聚丙烯酸、甘油、三縮水甘油酯、硼酸酯偶聯劑、酚醛樹脂乳液、丁二醇混 合，在30°C下處理40分鐘后加入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、抗靜電添加劑以及其他剩余成份混合，以：TC /min的速度邊攪 拌邊加熱，加熱至50°C時保溫20分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130MPa，壓制用時為 5h即得。
[0010] 實施例2 一種高機械強度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅60、納米氧 化鋁11、黃銹石7、氟化鈉1、聚丙烯酸2、硼酸鎂晶須3、粉煤灰20、甘油2、三縮水甘油酯4、 硼酸酯偶聯劑5、三氯化銻3、五氧化二磷1、酚醛樹脂乳液3、丁二醇2、助劑7 ;所述助劑由 以下重量（kg)原料制成：硼鋁石10、高爐礦渣22、氧化銅5、丁苯橡膠膠乳3、石膏4、三聚 磷酸鈉1、水鎂石纖維2、牛骨3、磷酸二氫鈣2、二丙二醇2 ;制備方法為：將硼鋁石、高爐礦 渣、氧化銅、石膏、水鎂石纖維、牛骨加到混料機中，加入丁苯橡膠膠乳、三聚磷酸鈉、磷酸二 氫鈣、二丙二醇和水進行濕法混合，2. 5小時后將混合好的漿料加到膠磨機中研磨過150目 篩，加熱干燥除去水分，再加入其余剩余的成分攪拌均勻，將所得的物料輸入噴霧造粒塔中 制成顆粒即可。
[0011] -種高機械強度的陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將二氧化硅、納米氧化鋁、黃銹石、硼酸鎂晶須、粉煤灰混合后在950°c下煅燒I. 5 小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為8h，得混合粉備用； (2) 將氟化鈉、聚丙烯酸、甘油、三縮水甘油酯、硼酸酯偶聯劑、酚醛樹脂乳液、丁二醇混 合，在35°C下處理45分鐘后加入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理25分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、抗靜電添加劑以及其他剩余成份混合，以4°C /min的速度邊攪 拌邊加熱，加熱至60°C時保溫25分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為140MPa，壓制用時為 7h即得。
[0012] 實施例3 一種高機械強度的陶瓷刀具材料，由以下重量（kg)的原料制成：二氧化硅70、納米氧 化鋁12、黃銹石8、氟化鈉2、聚丙烯酸2、硼酸鎂晶須4、粉煤灰25、甘油3、三縮水甘油酯5、 硼酸酯偶聯劑6、三氯化銻4、五氧化二磷2、酚醛樹脂乳液3、丁二醇4、助劑7 ; 所述助劑由以下重量（kg)原料制成：硼鋁石12、高爐礦渣24、氧化銅6、丁苯橡膠膠乳 4、石膏5、三聚磷酸鈉2、水鎂石纖維3、牛骨4、磷酸二氫鈣3、二丙二醇4 ;制備方法為：將硼 鋁石、高爐礦渣、氧化銅、石膏、水鎂石纖維、牛骨加到混料機中，加入丁苯橡膠膠乳、三聚磷 酸鈉、磷酸二氫鈣、二丙二醇和水進行濕法混合，3小時后將混合好的漿料加到膠磨機中研 磨過200目篩，加熱干燥除去水分，再加入其余剩余的成分攪拌均勻，將所得的物料輸入噴 霧造粒塔中制成顆粒即可。
[0013] -種高機械強度的陶瓷刀具材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將二氧化硅、納米氧化鋁、黃銹石、硼酸鎂晶須、粉煤灰混合后在970°C下煅燒2小 時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為12h，得混合粉備用； (2) 將氟化鈉、聚丙烯酸、甘油、三縮水甘油酯、硼酸酯偶聯劑、酚醛樹脂乳液、丁二醇混 合，在40°C下處理50分鐘后加入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理30分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、抗靜電添加劑以及其他剩余成份混合，以5°C /min的速度邊攪 拌邊加熱，加熱至70°C時保溫30分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為160MPa，壓制用時為 8h即得。
[0014] 上述實施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能檢測結果如下表所示： 表1實施例1-3制得的陶瓷刀具材料的主要性能檢測結果
【主權項】
1. 一種高機械強度的陶瓷刀具材料，其特征在于：由以下重量份原料的制成：二氧化 娃50-70、納米氧化錯10_12、黃鎊石6_8、氣化納1_2、聚丙稀酸1_2、棚酸儀晶須2_4、粉煤 灰15-25、甘油2-3、三縮水甘油酯3-5、硼酸酯偶聯劑4-6、三氯化銻2-4、五氧化二磷1-2、 酚醛樹脂乳液2-3、丁二醇2-4、助劑6-7 ; 所述助劑由以下重量份原料制成：硼鋁石8-12、高爐礦渣20-24、氧化銅4-6、丁苯橡膠 膠乳2-4、石膏3-5、三聚磷酸鈉1-2、水鎂石纖維1-3、牛骨2-4、磷酸二氫鈣2-3、二丙二醇 2-4 ;制備方法為：將硼鋁石、高爐礦渣、氧化銅、石膏、水鎂石纖維、牛骨加到混料機中，加 入丁苯橡膠膠乳、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈣、二丙二醇和水進行濕法混合，2-3小時后將混合 好的漿料加到膠磨機中研磨過100-200目篩，加熱干燥除去水分，再加入其余剩余的成分 攪拌均勻，將所得的物料輸入噴霧造粒塔中制成顆粒即可。2. 根據權利要求1所述的一種高機械強度的陶瓷刀具材料的制備方法，其特征在于包 括以下步驟： (1) 將二氧化硅、納米氧化鋁、黃銹石、硼酸鎂晶須、粉煤灰混合后在920-970°C下煅燒 1-2小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為5-12h，得混合粉備 用； (2) 將氟化鈉、聚丙烯酸、甘油、三縮水甘油酯、硼酸酯偶聯劑、酚醛樹脂乳液、丁二醇混 合，在30-40°C下處理40-50分鐘后加入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20-30分 鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、抗靜電添加劑以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度邊 攪拌邊加熱，加熱至50-70°C時保溫20-30分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130MPa-160MPa，壓 制用時為5-8h即得。
【專利摘要】本發明公開了一種高機械強度的陶瓷刀具材料及其制備方法，其由以下重量份的原料制成：二氧化硅50-70、納米氧化鋁10-12、黃銹石6-8、氟化鈉1-2、聚丙烯酸1-2、硼酸鎂晶須2-4、粉煤灰15-25、甘油2-3、三縮水甘油酯3-5、硼酸酯偶聯劑4-6、三氯化銻2-4、五氧化二磷1-2、酚醛樹脂乳液2-3、丁二醇2-4、助劑6-7。本發明的陶瓷刀具材料以二氧化硅為主要原料，并添加了硼酸鎂晶須、黃銹石，納米氧化鋁等原料，有助于提升陶瓷刀具材料的整體機械強度，還可以改善其耐腐蝕性和耐熱性，使用壽命長，降低了使用成本。
【IPC分類】C04B35/14, C04B35/622
【公開號】CN105060866
【申請號】CN201510482344
【發明人】張煥明
【申請人】佛山藍途科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月3日