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专利号: 2022102588099
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有压电效应的陶瓷刀具材料,其特征是,按照重量份数计,包括以下原料,基体材料30~70份,压电材料30~70份,结合剂5~10份,增强相10~20份;所述基体材料为Al2O3;

所述压电材料为PZT、BaTiO3、PbTiO3中的一种或多种;所述结合剂为Ni、Co中的一种或多种;

所述增强相为TiC、SiC、MgO、ZrO2中的一种或多种;

所述陶瓷刀具材料的制备方法为:将原料混合,球磨过筛后获得粉体,将粉体填铺并压实,进行真空热压烧结;真空热压烧结的烧结温度为1300 1600℃,烧结时间为30 60 min,~ ~烧结压力为30 35 MPa;

~

所述陶瓷刀具材料为多层陶瓷刀具材料;

所述多层陶瓷刀具材料包括至少一层基体层和至少一层压电层;

当陶瓷刀具材料为两层时,由一层基体层和一层压电层形成;当陶瓷刀具材料为三层时,表层到底层依次包括基体层、粘结层和压电层;当陶瓷刀具材料为四层时,表层到底层依次包括基体层、粘结层、压电层和粘结层;

所述基体层包括基体材料以及结合剂和增强相;所述压电层包括压电材料以及结合剂和增强相;所述粘结层包括基体材料、结合剂和增强相,还添加压电材料;

当陶瓷刀具材料为两层时,第一层为基体层,基体层的厚度占总刀具厚度的50 70%,第~二层为压电层,压电层的厚度占总刀具厚度的30 50%;

~

当陶瓷刀具材料为三层时,第一层为基体层,基体层的厚度占总刀具厚度的50 70%,第~二层为粘结层,粘结层的厚度占总刀具厚度的5 15%,第三层为压电层,压电层的厚度占总~刀具厚度的25 45%;

~

当陶瓷刀具材料为四层时,第一层为基体层,基体层的厚度占总刀具厚度的50 70%,第~二层和第四层为粘结层,粘结层的厚度占总刀具厚度的5 10%,第三层为压电层,压电层的~厚度占总刀具厚度的15 30%;

~

当陶瓷刀具材料为两层时,维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为16 18GPa、900~ ~

1/2

1000MPa和7 8MPa•m ;当陶瓷刀具材料为三层时,维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为~ 1/2

17 18GPa、1000 1100MPa和7.5 8.5MPa•m ;当陶瓷刀具材料为四层时,维氏硬度、抗弯强~ ~ ~

1/2

度和断裂韧度分别为16‑17GPa、1050‑1100MPa和6.5‑7.5MPa•m 。

2.一种权利要求1所述的具有压电效应的陶瓷刀具材料的制备方法,其特征是,将原料混合,球磨过筛后获得粉体,将粉体填铺并压实,进行真空热压烧结;所述球磨以无水乙醇为介质。

3.一种权利要求1所述的具有压电效应的陶瓷刀具材料在切削刀具中的应用。