[发明专利]表面具有残余压应力的多元梯度自润滑陶瓷刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多元梯度自润滑陶瓷刀具材料，是以α-Al₂O₃为基体，添加(W，Ti)C作为增强相，以氟化钙（CaF₂）为固体润滑剂，以氧化镁（MgO）和氧化镍（NiO）作为烧结助剂，经分层铺填、热压烧结而成；其特征在于：该陶瓷刀具材料具有（2K-1）层的梯度结构，其中K为整数且3≤K≤6；相对中间层对称的层中组分及含量相同，且厚度对称分布；按体积百分比计：氟化钙的含量从表面层最高为8~12%降至中间层的氟化钙含量为0；

(W，Ti)C的含量从表面层到中间层逐层降低；表面层的(W，Ti)C的含量最高，为45~60%，中间层的(W，Ti)C的含量最低，为25~35%；

α-Al₂O₃的含量从表面层到中间层逐层增加；表面层的α-Al₂O₃含量最低，为30~40%，中间层的α-Al₂O₃含量最高，为65~75%；

氧化镁（MgO）含量从表面层到中间层各层相同，为0.5~1%；

氧化镍（NiO）的含量从表面层到中间层各层相同，为0.5~1%；

各层的α-Al₂O₃、(W，Ti)C、氟化钙、氧化镁和氧化镍百分比组成之和为100%。

2.如权利要求1所述的多元梯度自润滑陶瓷刀具材料，其特征在于，氟化钙的含量从表面层到中间层逐层降低或有1~2层相等；当氟化钙的含量逐层降低时相邻两层的氟化钙含量体积比差额为1-5%。

3.如权利要求1所述的多元梯度自润滑陶瓷刀具材料，其特征在于，从表面层到中间层，相邻两层的(W，Ti)C含量体积比差额为5-10%，相邻两层的α-Al₂O₃含量体积比差额为5-15%。

4.如权利要求1所述的多元梯度自润滑陶瓷刀具材料，其特征在于，所述各层的氧化镁、氧化镍的体积比含量均为0.5%。

5.如权利要求1所述的多元梯度自润滑陶瓷刀具材料，其特征在于，多元梯度自润滑陶瓷刀具材料为7层结构，各层的组分体积百分含量及厚度为：

第1、7层，α-Al₂O₃35.6%，(W，Ti)C 53.4%，CaF₂10%，氧化镁0.5%，氧化镍0.5%，厚度0.39~0.4mm；

第2、6层，α-Al₂O₃46.15%，(W，Ti)C 46.15%，CaF₂6.7%，氧化镁0.5%，氧化镍0.5%，厚度0.57~0.58mm；

第3、5层，α-Al₂O₃57.42%，(W，Ti)C 38.28%，CaF₂3.3%，氧化镁0.5%，氧化镍0.5%，厚度1.03~1.04mm；

第4层，α-Al₂O₃69.3%，(W，Ti)C 29.7%，氧化镁0.5%，氧化镍0.5%，厚度2.00mm。