[发明专利]一种高导热性切削刀具陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷刀具材料领域，尤其涉及一种高导热性切削刀具陶瓷及其制备方法。

背景技术

    随着高新技术的发展，机械加工业对刀具材料提出了更为严格而苛刻的要求，现在需要加工硬度更高的材料、需要更高的切削效率、加工精度也要求高了，这就要求提高刀具的性能，传统的高速钢等切削材料硬度不够，而且浪费稀缺的钼、镍等资源，因此陶瓷刀具应运而生。陶瓷切削工具具备了高硬度、高密度、耐高温，抗磁化、抗氧化、耐腐蚀性强、化学稳定性好、高耐磨性等特点，但是还是存在易碎、散热性差、抗热震性差、抗磨性能有限等缺点，需要改进，同时需要不断降低生产成本，实现企业最大利益，促进科技进步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热性切削刀具陶瓷及其制备方法，该陶瓷制作工艺精良，瓷质细腻，韧性好，造型容易，导热性好，防止摩擦过热，损坏设备，延长了刀具的使用寿命，降低了成本，耐磨性好。

本发明的技术方案如下：

一种高导热性切削刀具陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成：石英8-12、氧化锆35-40、CeO1-2、磷酸锌1-2、ZnO5-10、K2O 0.8-1.4、氰脲酸0.5-0.7、三缩水甘油酯0.4-0.6、羟丙基淀粉0.8-1、氧化铟锡1-1.4、乙醇适量、氮化硅45-50、六偏磷酸钠0.8-1.2、去离子水适量、聚乙二醇1.7-2、耐磨助剂3-4；

所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成：氮化硅1-1.4、氮化铝1-1.4、氮化钛1-1.3、氮化碳0.4-0.7、氧化锆1-2、金刚石粉1-2、氧化铪0.3-0.4、硅烷偶联剂kh-550 1-2、氮化银0.7-0.9、碳化硅1-2、聚丙烯酸酯0.4-0.6、乙醇6-9、水7-11；制备方法为：将乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均匀，再加入氧化锆、碳化硅，加热至70-80℃，搅拌反应20-30分钟，再加入其他剩余成分，搅拌10-20分钟，超声分散6-8分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1380-1440℃下煅烧30-40分钟，粉碎，过40目筛，即得。

所述高导热性切削刀具陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将氮化硅、石英混合，球磨，过325目筛，得到颗粒；

（2）将氧化锆、磷酸锌、氧化铟锡、ZnO混合，球磨，过280目筛，得到颗粒；

（3）将氰脲酸、三缩水甘油酯、羟丙基淀粉、六偏磷酸钠与前两步得到的颗粒混合，加入20-25%重量份的去离子水、3-5%重量份的乙醇，混合成泥状，送入球磨机中球磨2-3个小时，干燥，送入煅烧炉中，在800-900℃下煅烧1-2小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（4）将第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，加入3-4倍重量份的去离子水、聚乙二醇，球磨2-3小时，在110-120℃下烘干，过40目筛，在1580-1640℃下热压，热压压力为20-30MPa，热压时间为50-60分钟，即得。

本发明的有益效果

本发明的陶瓷制作工艺精良，瓷质细腻，韧性好，造型容易；通过添加氧化铟锡，大大增加了陶瓷的导热性，防止摩擦过热，损坏设备，延长了刀具的使用寿命，降低了成本；通过使用CeO，增加了陶瓷的耐磨性；本发明的耐磨助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。

具体实施方式

一种高导热性切削刀具陶瓷，由下列重量份（公斤）的原料制成：石英11、氧化锆38、CeO1.5、磷酸锌1.5、ZnO8、K2O 1.1、氰脲酸0.6、三缩水甘油酯0.5、羟丙基淀粉0.9、氧化铟锡1.2、乙醇适量、氮化硅48、六偏磷酸钠1、去离子水适量、聚乙二醇1.8、耐磨助剂3.5；

所述耐磨助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：氮化硅1.2、氮化铝1.2、氮化钛1.2、氮化碳0.6、氧化锆1.5、金刚石粉1.5、氧化铪0.3、硅烷偶联剂kh-550 1.5、氮化银0.8、碳化硅1.5、聚丙烯酸酯0.5、乙醇7、水9；制备方法为：将乙醇、聚丙烯酸酯、硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均匀，再加入氧化锆、碳化硅，加热至75℃，搅拌反应25分钟，再加入其他剩余成分，搅拌15钟，超声分散7分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1420℃下煅烧35分钟，粉碎，过40目筛，即得。

所述高导热性切削刀具陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氮化硅、石英混合，球磨，过325目筛，得到颗粒；