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专利号: 2017110492824
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料,其特征在于:由以下组分组成:纳米CaF2@Al2O3粉体1~30%,MgO 0.1~3%,Ti(C,N)1~55%,余量为Al2O3,%为体积百分数;

其中,Ti(C,N)的平均粒径为50~200nm;Al2O3的平均粒径为50~500nm;MgO的平均粒径为0.1~5μm;纳米CaF2@Al2O3粉体的平均直径为20~100nm。

2.根据权利要求1所述的纳米基陶瓷刀具材料,其特征在于:由以下组分组成:纳米CaF2@Al2O3粉体1~20%,MgO 0.1~1%,Ti(C,N)30~55%,余量为Al2O3,%为体积百分数;

优选的,所述纳米基陶瓷刀具材料,由以下组分组成:纳米CaF2@Al2O3粉体5%,MgO0.5%,Ti(C,N)23.4%,余量为Al2O3,%为体积百分数。

3.根据权利要求1或2所述的纳米基陶瓷刀具材料,其特征在于:所述Ti(C,N)的平均粒径为50~200nm,碳氮比按重量比为1~3:1。

优选的,所述MgO的平均粒径为0.1~1μm;所述Al2O3的平均粒径为0.1~1μm。

优选的,所述Al2O3为α相Al2O3。

4.权利要求1~3任一所述添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

1)将CaF2@Al2O3的聚乙烯吡咯烷酮与无水乙醇的分散液、Al2O3的聚乙二醇与乙醇的分散液、Ti(C,N)的聚乙二醇与乙醇的分散液和MgO的聚乙二醇与乙醇的分散液混合,超声分散,制得混合粉体的分散液;

2)将步骤1)中制得的混合粉体的分散液进行球磨;

3)将球磨完成后的混合浆料进行干燥,干燥后粉体过200目筛,即得。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述聚乙烯吡咯烷酮为K30型;

优选的,步骤1)中,CaF2@Al2O3粉体的制备方法,包括如下步骤:

1)将聚乙烯吡咯烷酮与乙醇按一定比例混合,并在搅拌条件下加入二甲苯,混合均匀后,分为两份,分别为B溶液和C溶液;

2)将纳米氟化钙粉体搅拌条件下加入到B溶液中,分散均匀,得到B’溶液;并将硝酸铝加入到所述C溶液中,混合均匀,得到C’溶液;

3)将所述B’溶液和C’溶液混合后,向其中缓慢加入氨水与乙醇的混合液,至溶液的pH值为7~12,持续搅拌至反应结束,将所得产物静置陈化,将固体产物离心分离后,加热脱水,制得氧化铝包覆氟化钙的纳米复合材料。

优选的,步骤1)中,超声分散的时间为20~40min;

优选的,步骤1)中,Al2O3的聚乙二醇与乙醇的分散液中聚乙二醇的浓度为2~8g/L;

优选的,步骤1)中,Ti(C,N)的聚乙二醇与乙醇的分散液中聚乙二醇的浓度为2~6g/L;

进一步优选的,所述聚乙二醇的分子量为200~8000,优选为1000~7000,进一步优选为4000~6500,再进一步优选为5000~6000,最优选为6000。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,球磨的时间为40~60h;

优选的,步骤2)中,球磨所用球为硬质合金球,球料质量比为10~15:1;

进一步优选的,球磨所用球为硬质合金球YG6或YG8。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤3)中,干燥的温度为80~110℃,干燥时间为24~72h。

8.一种纳米基陶瓷刀具,其特征在于:由权利要求1~3任一所述添加纳米包覆型固体润滑剂的Al2O3/Ti(C,N)纳米基陶瓷刀具材料经过冷压、烧结制备而成。

9.根据权利要求8所述的纳米基陶瓷刀具,其特征在于:冷压为放置于石墨模具中冷压,冷压的时间为10~30min。

10.根据权利要求8所述的纳米基陶瓷刀具,其特征在于:烧结为真空热压烧结,烧结过程中,压力逐渐增加至压力为15~45MPa;

优选的,步骤3)中,烧结的温度为1450~1750℃,烧结保温时间为5~30min,升温过程持续45~90min。