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专利号: 2018109259306
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有对称型梯度结构的纳米复合金属陶瓷刀具材料,其特征是:层数为5层,相对中心层对称的层中组分含量相同,且厚度对称分布,其中各层的Al2O3是纳米Al2O3和微米Al2O3混合,纳米 Al2O3的体积含量占各层混合粉料总体积的11%,五层梯度层厚度按第一层厚度/第二层厚度=第二层厚度/第三层厚度= 0. 2确定;所述第一、五梯度层含纳米金属相,其余梯度层含微米金属相;第一层和第五层的组分按体积百分比均为54.25%的Al2O3,

45%的微米(W,Ti)C,0.5%的纳米Ni,0.25%的纳米Mo;第二层和第四层的组分按体积百分比均为47.5%的Al2O3,47%的微米(W,Ti)C,2.5%的微米TiN,2%的微米Ni,1%的微米Mo;第三层的组分按体积百分比为32.5%~14%的Al2O3,48%~53%的微米(W,Ti)C,4%~10%的微米TiN,3%~8%的微米Ni,1.5% 4%的微米Mo,微米MgO和微米NiO各占每层粉末总质量的0.5%。

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2.根据权利要求1所述的纳米复合金属陶瓷刀具材料的制备方法,其特征是:包括以下步骤:

(1)配料:第一层和第五层的组分按体积百分比均为54.25%的Al2O3,45%的微米(W,Ti)C,0.5%的纳米Ni,0.25%的纳米Mo;第二层和第四层的组分按体积百分比均为47.5%的Al2O3,

47%的微米(W,Ti)C,2.5%的微米TiN,2%的微米Ni,1%的微米Mo;第三层的组分按体积百分比为32.5%~14%的Al2O3,48%~53%的微米(W,Ti)C,4%~10%的微米TiN,3%~8%的微米Ni,1.5%~4%的微米Mo,微米MgO和微米NiO各占每层粉末总质量的0.5%;

(2)各层中纳米颗粒的分散、混料:纳米Al2O3的分散以无水乙醇为分散介质,加入相对纳米Al2O3质量为1%的纳米Al2O3的分散剂,配制成纳米材料的悬浮液;将同一层中除纳米Al2O3以外的其它粉末颗粒与该层分散好的纳米材料的悬浮液混合,在行星式球磨机上球磨

48小时,再经过真空干燥、过筛,得到分散良好的复合金属陶瓷材料粉末;

(3)装料与烧结:采用粉末分层铺填法装料,采用二阶段热压烧结工艺,在真空环境中将复合粉末料烧结,在从室温加热到1200℃时,升温速度为20℃/min,压力加到5MPa;从

1200℃到1700℃时,升温速率不变,压力平稳均匀加至30MPa,保温3min,使材料获得一定的烧结驱动力;然后降低温度到1450℃,降温速度为50℃ /min,继续保温保压60min,压力保持为30MPa,之后随炉冷却。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述(W,Ti)C平均粒度为不大于2微米,各相分布均匀。