[发明专利]一种碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法无效
申请号: | 201410381906.2 | 申请日: | 2014-08-04 |
公开(公告)号: | CN104311035A | 公开(公告)日: | 2015-01-28 |
发明(设计)人: | 韩巧;李孝君 | 申请(专利权)人: | 余姚市巧迪电器厂 |
主分类号: | C04B35/58 | 分类号: | C04B35/58;C04B35/622 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 315400 浙江省*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 碳化 基多 纳米 复合 陶瓷 模具 材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种陶瓷模具材料,具体是一种碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷刀具具有高的硬度和耐磨性,在高速切削和干切削时表现出优异的切削性能,是一类极具发展前途的刀具材料。但是,目前应用的陶瓷刀具材料大多局限于微米复合陶瓷,材料的力学性能尤其是强度、韧性仍有待于进一步提高。根据Hall-petch关系:晶粒尺寸越小,陶瓷材料的强度越高。因此,纳米改性、纳米微米复合陶瓷刀具材料的研究与开发将是今后刀具材料发展的主要方向之一。
目前已经研究的纳米复合陶瓷刀具材料主要包括Si3N4/TiNn,Si3N4/TiCn,Si3N4-Ai2O3n-TiC-Y2O3,Al2O3/TiC/SiCn,Al2O3/TiCn,Al2O3/Al2O3n/SiCn,Al2O3/Ti(C07N03)n/SiCn,Al2O3/SiC/SiCn,Al2O3/TiC/TiNn,等,均具有比微米复合陶瓷刀具材料更好的力学性能和切削性能。但到目前为止,尚未发现以碳化锆陶瓷为基体的纳米复合陶瓷刀具材料的报道。
另一方面,陶瓷材料的热稳定性和耐磨性极佳,是制造成形模具的理想材料,很具有发展前景,但其韧性很差,因此还没有在模具工业方面得到广泛应用。从国内外现状来看,陶瓷模具的研究尚处于研究开发阶段,应用于模具工业的陶瓷材料的种类很少、能应用的模具领域很窄,这方面的报道也极少。目前,陶瓷材料在各类模具中的应用研究大多局限于微米复合陶瓷材料,如ZrO2增韧Al2O3基复合陶瓷ZTA拉丝模、TZP/TiC/Al2O3,Al2O3/TiC复合陶瓷拉丝模、(Ce-TZP)-Al2O3热挤压模具、3Y-TZP-Al2O3陶瓷拉拔模、PSZ陶瓷热挤压模、Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C等。纳米复合陶瓷在模具材料应用方面的研究虽然较少,如复合UP陶瓷模具、Al2O3/Ti(C,N)等,但也取得了良好的效果。
从已有的研究可以看出,纳米复合尤其是纳微米复合陶瓷的性能、价格优势没能在模具领域得到充分发挥。就目前的总体情况来看,陶瓷模具材料的种类、性能和应用范围均有待于进一步扩大和提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法,该模具抗老化性和缺陷抵能力强,具有良好的综合力学性能和优良的减摩耐磨性能。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料,按照重量份的原料为:碳化锆60-80份、氧化铝10-20份、氮化硅15-25份、氧化铕2-6份、氧化钕4-8份、铬2-4份、钼1-3份;上述所有原料均采用纳米级粉末,其中碳化锆的径粒大小为10-100纳米,氧化铝和氮化硅的径粒大小为1-10纳米,其他的径粒大小为1-100纳米。
作为本发明进一步的方案:所述碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料及其制备方法,按照重量份的原料为:碳化锆65-75份、氧化铝14-16份、氮化硅18-22份、氧化铕3-5份、氧化钕5-7份、铬2.5-3.5份、钼1.5-2.5份。
所述的碳化锆基多元纳米复合陶瓷模具材料的制备方法,以碳化锆为基体,添加氧化铝和氮化硅作为增强相,以氧化铕和氧化钕为稳定剂,以铬和钼作为烧结助剂,经热压烧结而成;具体制备步骤如下:
步骤一:按照重量份称取上述所有原料;
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