[发明专利]一种复合陶瓷刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复合陶瓷刀具材料，其特征在于，含有成分及其体积百分数为Al₂O₃：80~90%，ZrO₂：5~15%，cBN：3~10%，Al₂O₃、ZrO₂和cBN的体积百分数之和为100%；其中，所述复合陶瓷刀具材料的相对密度为99.0~99.6%，硬度为19~22GPa，抗弯强度为520~710MPa，断裂韧性为8~11MPa·m^1/2；其微观组织中，氧化锆全部为四方相，氮化硼为立方相。

2.权利要求1所述的复合陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，准备原料粉末：

按复合陶瓷刀具材料的成分，称取Al₂O₃粉末、ZrO₂粉末和cBN粉末；其中，Al₂O₃粉末粒度为0.08~0.15μm；ZrO₂粉末粒度为0.02~0.08μm；cBN粉末粒度为0.1~5μm；

步骤2，配置分散剂溶液：

将柠檬酸铵和/或聚丙烯酸氨，溶于水中制成分散剂溶液；其中：柠檬酸铵占粉末质量和的0.2~0.6%，聚丙烯酸铵占粉末质量和的0.15~0.7%；

步骤3，制备Al₂O₃-ZrO₂-cBN的混合粉末：

(1) 将Al₂O₃粉末、ZrO₂粉末、cBN粉末和分散剂溶液，球磨混料，制得混合物料；

(2) 将混合物料，干燥，制得Al₂O₃-ZrO₂-cBN的混合粉末，其中，干燥温度为80~120℃，干燥时间为12~36h；

步骤4，热压烧结：

将混合粉末，在真空或惰性气体气氛下热压烧结，烧结温度为1300~1500℃，热压压力为35~54MPa，热压时间为10~30min，制得Al₂O₃-ZrO₂-cBN复合陶瓷刀具材料，其中，真空条件是指真空度<10^-2Pa；惰性气氛为氩气气氛，气体流量为1~5L/min。

3.根据权利要求2所述的复合陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，ZrO₂粉末为Y₂O₃稳定的ZrO₂粉末。

4.根据权利要求2所述的复合陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，水的体积的选取按照配制步骤1 中所称取的粉末的固含量的20~30%计算。

5.根据权利要求2所述的复合陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3(1)中，球磨混料采用氧化铝磨球，球磨混料时间为12~36h。