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原位生长氮化晶须增韧基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺

阅读:879发布:2023-03-06

专利汇可以提供原位生长氮化晶须增韧基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及到复相陶瓷粉末及其制备工艺,尤其是一种用于制备高性能原位生长 碳 氮化 钛 晶须增韧 氧 化 铝 基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺。材料成分为(重量比%):TiO228.7%-46.2%;C 12.9%-20.8%;Ni 1.1%-1.7%;NaCl 7.0%-16.9%;α-Al2O3余量。该工艺是将按比例配制的能够生成碳氮化钛晶须的先驱体粉末,加无 水 乙醇 于缸式 球磨机 中用不锈 钢 球混合24小时,混匀后将此混合料放入 真空 干燥箱中干燥,干燥后用100目筛筛选,所得的 复合粉末 按比例与α-Al2O3颗粒混合均匀后,装入 石墨 容器中,在N2气氛保护和1250℃-1600℃ 温度 条件下,保温90min-180min合成。本工艺生长的碳氮化钛晶须,能随先驱体粉末在基体粉末中的均匀分布,极大的提高了刀具材料的 断裂韧性 、抗弯强度及 弹性模量 。工艺简单,成本低廉,环境污染轻。,下面是原位生长氮化晶须增韧基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺专利的具体信息内容。

1. 原位生长氮化晶须增韧基陶瓷刀具材料粉末,由α-Al2O3和能够生成碳氮化钛晶须的先驱体粉末在N2气氛下生成,其特征为材料成分为(重量比%):TiO228.7%-46.2%;C 12.9%-20.8%;Ni 1.1%-1.7%;NaCl 7.0%-16.9%;α-Al2O3余量。
2、 制备权利要求1所述的原位生长碳氮化钛晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末的制备 工艺,其特征为该工艺是将按比例配制的能够生成碳氮化钛晶须的先驱体粉沫,加无乙醇 于缸式球磨机中用不锈球混合24小时,混匀后将此混合料放入真空干燥箱中干燥,干燥后 用100目筛筛选,所得的复合粉末按比例与a-Al203颗粒混合均匀后,装入石墨容器中,在 N2气氛保护和1250。C-1600。C温度条件下,保温卯min-180min合成。

说明书全文
原位生长氮化晶须增韧基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺(一) 技术领域本发明涉及到复相陶瓷粉末及其制备工艺,尤其是一种用于制备高性能原位生长碳氮化 钛晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺。(二) 背景技术结构陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性和耐高温等优点,但是陶瓷材料所 固有的脆性限制了它的应用。适量添加具有较高弹性模量的晶须能够大大提高陶瓷材料的断 裂韧性和抗弯强度。传统工艺制备晶须增韧陶瓷刀具材料粉末一般采用外部添加适量晶须和 机械混合的方式。传统制备工艺存在工艺复杂、晶须易团聚、晶须价格昂贵、污染环境以及 危害人体健康等缺点。本制备工艺可保证,晶须在生长的同时,随先驱体粉末均匀分布在基 体粉末中,因此可以克服传统制备工艺的缺点。(三) 发明内容本发明的目的是为制备学性能优良的原位生长晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料提供 一种高品质、价格低廉的复相陶瓷粉末及其制备工艺,用以替代传统外部添加晶须增韧陶瓷 刀具材料粉末及其制备工艺,从而简化工艺、提高品质、降低成本和减少环境污染等。本发明的基本构思是以a -A1203颗粒为基体,加入能够原位生成晶须的先驱体复合粉 末,然后在合适的生长温度和保温时间下,合成具有一定碳氮化钛晶须体积含量的氧化铝基 复相陶瓷粉末,作为制备高性能晶须增韧陶瓷刀具材料的原料。原位生长碳氮化钛晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末,其原料由a -A1203和能够生成 碳氮化钛晶须的先驱体粉末在N2气氛下生成;材料成分为(重量比%): Ti02 28.7%-46.2%; C 12.9%-20.80/o; Ni l.l0/o-1.7%; NaCl 7.0%-16.9%; a-A1203 余量。生成后的碳氮化钛(主要由晶须组成并混杂少量颗粒)在氧化铝基复相陶瓷粉末中的重 量含量为:30%—80%。原位生长碳氮化钛晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末的的制备工艺,主要是晶须原位 生长工艺。该工艺是将按比例配制的能够生成碳氮化钛晶须的先驱体粉沫,加无乙醇于缸 式球磨机中用不锈球混合24小时,混匀后将此混合料放入真空干燥箱中干燥,干燥后用 100目筛筛选,所得的复合粉末按比例与a-Al203颗粒混合均匀后,装入石墨容器中,在N2 气氛保护和125(TC-160(TC温度条件下,保温90min-180min合成。本发明构思新颖,通过直接在氧化铝基体中生长具有高弹模量、能够大幅度提高氧化铝 基陶瓷刀具材料断裂韧性和抗弯强度的碳氮化钛晶须,使晶须能随先驱体粉末在基体粉末中的均匀分布,从而简化工艺、提高品质、降低成本和减轻环境污染等。(四) 实施例:按实施例附表中所列的组成成份,将先驱体粉末稀浆(加无水乙醇)于缸式球磨机中用不锈钢球混合24小时,混匀后将此混合料放入真空干燥箱中干燥,干燥后用100目筛筛选, 装入带盖的石墨容器中,盖上钻有小孔,孔径2—5mm,均匀分布,总面积占盖面积的5%-50 %。在氮气气氛保护下,升温至实施例附表中所列的温度,保温90min后,即可得到预定碳 氮化钛含量的Al203基复相陶瓷粉末,其中碳氮化钛主要由晶须组成并混杂少量颗粒。实施例附表table see original document page 4
*注:合成粉末中的TiCxN卜x主要由晶须组成,并混杂少量的颗粒,x=0.2-0.3
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