[发明专利]一种整体氧化锆陶瓷切削刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述氧化锆陶瓷是将80～90wt％氧化锆粉、1～2.5wt％硬脂酸、6～10wt％石蜡、0.5～2.5wt％邻苯二甲酸二丁酯和2.5～5wt％高密度聚乙烯在160～180℃混炼，制得混炼料；再将混炼料在90～130℃螺杆挤出造粒，将制得的造粒料在150～170℃注射成型，制得注射坯；将注射坯在25～50℃用萃取剂萃取脱脂，然后将制得的脱脂坯在空气中750～850℃排胶，再将制得的排胶坯在空气中1380～1500℃烧结制得。

2.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述的氧化锆粉为钇稳定氧化锆，其纯度为95％以上，粒度为小于0.5微米；所述的硬脂酸、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯和高密度聚乙烯的纯度均为98％以上。

3.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述的混炼的时间为5～12h。

4.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述的螺杆挤出造粒的转速为6～15转/min，切粒转速为110～115转/min。

5.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述的注射成型中模具温度为60～100℃，注射压力为500～900bar，注射速度为50～80mm/s，保压压力为600～800bar，保压时间为5～10s。

6.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述萃取脱脂的时间为8～24h；所述萃取剂为正辛烷或正丁烷，所述萃取剂的浓度为50～99％。

7.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述排胶的工艺为：以15～17℃/h升温至160～180℃，并保温1.5～2.5h；再以4～5℃/h升温至200～220℃，并保温7～9h；再以18～22℃/h升温至245～255℃；再以10～11℃/h升温至445～455℃，并保温1.5～2.5h；再以100～130℃/h升温至780～850℃，并保温0.5～2h；再以60～80℃/h降温至常温。

8.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述烧结的工艺为：以400～500℃/h升温至480～530℃；再以280～320℃/h升温至1050～1150℃；再以180～210℃/h升温至1380～1500℃，并保温0.5～4h；再以300～350℃/小时降温至550～650℃；再以50～60℃/h降温至室温。

9.根据权利要求1所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料，其特征在于，所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料的强度为800～1500MPa，硬度为1300～1450HV，韧性为4～12MPa·m^1/2。

10.根据权利要求1-9任一项所述的整体氧化锆陶瓷切削刀具材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将氧化锆粉、硬脂酸、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯和高密度聚乙烯在160～180℃进行混炼，制得混炼料；

S2.将混炼料倒入螺杆挤出造粒机在90～130℃进行造粒，经切粒后出料，制得造粒料；

S3.将造粒料倒入陶瓷注射机，设置注射温度为150～170℃，模具温度为60～100℃，注射压力为500～900bar，注射速度为50～80mm/s，保压压力为600～800bar，保压时间为5～10s，经注射成型后，制得注射坯；

S4.将注射坯置于25～50℃的萃取剂中进行脱脂，脱脂8～24h后取出，制得脱脂坯；

S5.将脱脂坯放入排胶炉内，在空气气氛下750～850℃进行排胶，制得排胶坯；

S6.将排胶坯放入烧结炉，在空气中1380～1500℃烧结，制得整体氧化锆陶瓷切削刀具材料。