一种高速钢切割刀具用陶瓷材料及其制备方法

摘要

一种高速钢切割刀具用陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：滑石1-2、钛酸铝5-7、石墨烯2-3、堇青石1-2、莫来石3-5、刚玉砂5-8、碳化硅砂78-82、酚醛树脂乳液3-5、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇适量、耐磨助剂3-4；本发明的陶瓷材料具有极高的硬度和耐磨性，通过添加石墨烯，使得陶瓷的自润滑性好，该陶瓷还具有良好的耐热性和优良的切削性能，适合于铸铁、高速钢材等材料的加工；通过使用本发明的耐磨助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。

权利要求

1.一种高速钢切割刀具用陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石1-2、钛酸铝5-7、石墨烯2-3、堇青石1-2、莫来石3-5、刚玉砂5-8、碳化硅砂78-82、酚醛树脂乳液3-5、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇适量、耐磨助剂3-4；

所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成：纳米石墨0.3-0.5、磷酸锆1-1.3、纳米氧化锆1-1.3、氧化钙0.4-0.5、氢氧化镁0.4-0.6、磷酸1-2、二硫化钼1-2、氧化铝2-3、高岭土

0.4-0.8、丙烯酸酯1-2、过硫酸铵0.2-0.3、纳米碳0.7-0.9、水10-12、聚乙二醇0.4-0.6；

制备方法为：将丙烯酸酯、聚乙二醇加入水中，搅拌均匀，再加入氧化钙、氢氧化镁、磷酸、氧化铝、高岭土、过硫酸铵，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。

说明书

一种高速钢切割刀具用陶瓷材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷切削刀具材料领域，尤其涉及一种高速钢切割刀具用陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 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，是高速钢等传统切削工具良好的替代品，解决了钼、镍等资源稀缺的问题。但是目前陶瓷切削材料还是存在成本较高，韧性不够、脆性大、硬度参差不齐、散热性差、自润滑性不好等问题，需要解决。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种高速钢切割刀具用陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷具有极高的硬度和耐磨性，自润滑性好，还具有良好的耐热性和优良的切削性能。

[0004] 本发明的技术方案如下：

[0005] 一种高速钢切割刀具用陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石1-2、钛酸铝5-7、石墨烯2-3、堇青石1-2、莫来石3-5、刚玉砂5-8、碳化硅砂78-82、酚醛树脂乳液3-5、去离子水适量、聚丙烯酸1-1.4、聚乙二醇0.7-1.2、乙二醇适量、耐磨助剂
3-4；

[0006] 所述耐磨助剂由下列重量份的原料制成：纳米石墨0.3-0.5、磷酸锆1-1.3、纳米氧化锆1-1.3、氧化钙0.4-0.5、氢氧化镁0.4-0.6、磷酸1-2、二硫化钼1-2、氧化铝2-3、高岭土0.4-0.8、丙烯酸酯1-2、过硫酸铵0.2-0.3、纳米碳0.7-0.9、水10-12、聚乙二醇0.4-0.6；制备方法为：将丙烯酸酯、聚乙二醇加入水中，搅拌均匀，再加入氧化钙、氢氧化镁、磷酸、氧化铝、高岭土、过硫酸铵，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。

[0007] 所述高速钢切割刀具用陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

[0008] （1）将滑石、堇青石、莫来石、刚玉砂、碳化硅砂混合，球磨，过300目筛，得到颗粒；

[0009] （2）将钛酸铝、石墨烯混合，球磨，过250目筛，得到颗粒；

[0010] （3）将酚醛树脂乳液与前两步得到的颗粒混合，加入23-28%重量份的去离子水、3-5%重量份的乙二醇，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200目筛，得到颗粒；

[0011] （4）将第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，取混合材料的3-4倍重量份的去离子水，加入聚丙烯酸、聚乙二醇，搅拌均匀，加入混合材料，球磨2-3小时，在110-120℃下烘干，过40目筛，在1680-1740℃下热压，热压压力为20-30MPa，热压时间为50-60分钟，即得。

[0012] 本发明的有益效果