[发明专利]一种纳米陶瓷刀具的配方及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷领域，具体涉及一种具高硬度、高强度，高韧性、能抑菌抗氧化的纳米陶瓷刀及其制备方法。

背景技术

随着陶瓷工艺的精进与成熟，陶瓷与纳米材料的混合可以让陶瓷和科技结合，制造出耐磨坚硬的陶瓷刀具，陶瓷刀使用精密陶瓷高压研制而成，作为现代高科技的产物，具有传统金属刀具所无法比拟的优点，但是很多陶瓷刀仅仅扛着纳米材料的旗帜宣称具有纳米神奇的功效来抬高产品的价格，却不是真正使用纳米技术或材料来制成产品。

申请公布号为CN103708832A公开了一种纳米陶瓷刀具，其特征组成在于该纳米陶瓷刀具的组成是氧化钇稳定氧化锆，包括氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化钛之中的一种或多种第三组分组成协同掺杂，其含量分别是：氧化锆80-95wt％、氧化钇2-8wt％、氧化铝0-20wt％、氧化镁0-5wt％、氧化钙0-4wt％、氧化钛0-0.5wt％、其他稀土氧化物0-2wt％。

该种纳米陶瓷刀具，以氧化钇稳定四方氧化锆作为基体，经过一次烧结或二次烧结过程，所制成的陶瓷刀具因材料性、技术性问题，仍有许多改善的空间，如：陶瓷刀具厚度不均、重量不容易控制、刀刃锋利不足、韧度不够，容易碎裂、不能剁硬物等等，另外使用该种材料制得的陶瓷刀具价格昂贵、推广困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具高硬度、高强度、高韧性且能抑菌抗氧化的纳米陶瓷刀具的配方及其制备方法，具体方案如下：

一种纳米陶瓷刀具的配方，其特征在于，

所述纳米陶瓷刀具的配方为1000～1500目的纳米级粉体材料；

按照重量比，纳米级粉体材料的组成如下：ZrO₂占40～60％、Al₂O₃占20～30％；Si₃N₄占25～40％、TiO₂占2～10％、Mn占0.05～0.1％、Si占0.05～0.1％、S占1.00～1.20％、P占0.05～0.60％。

优化的，按照重量比，纳米级粉体材料的组成如下：ZrO₂占44％、Al₂O₃占21％；Si₃N₄占28％、TiO₂占5.4％、Mn占0.08％、Si占0.07％、S占1.15％、P占0.3％。

优化的，按照重量比，纳米级粉体材料的组成如下：ZrO₂占40％、Al₂O₃占20％；Si₃N₄占30％、TiO₂占8.3％、Mn占0.05％、Si占0.05％、S占1.05％、P占0.55％。

优化的，按照重量比，纳米级粉体材料的组成如下：ZrO₂占50％、Al₂O₃占20％；Si₃N₄占25％、TiO₂占3％、Mn占0.1％、Si占0.1％、S占1.2％、P占0.60％。

优化的，按照重量比，纳米级粉体材料的组成如下：ZrO₂占50％、Al₂O₃占20％；Si₃N₄占25％、TiO₂占3.75％、Mn占0.07％、Si占0.08％、S占1.00％、P占0.1％。

一种纳米陶瓷刀具的制备工艺，其特征在于，采用上述任意一项所述的纳米陶瓷刀具的配方，包括以下步骤：

步骤1，混合配料，根据配方称量粉料并充分混合均匀，制成混合纳米粉体材料；

步骤2，压制坯体，以200～400吨的高压将步骤1制得的纳米粉体材料压制成刀具坯体；

步骤3，坯体排胶，将步骤2所制得的刀具坯体进行脱胶处理；

步骤4，刀片成型，刀具坯体经过气氛保护烧结与热等静压处理后得到陶瓷刀片；

步骤5，刀口刃磨，将陶瓷刀片刀刃做磨利处理；

步骤6，试刀，对于不同批次、不同时间生产的陶瓷刀片，除监控其性能指标外，在出厂前还应进行试刀，以检验刀片的切削性能。

进一步的，步骤1中粉料混合均匀依次经过球磨、振磨、球磨、加胶、球磨的混料制程，将粉料磨成1000～1500目的纳米级粉体材料。