[发明专利]一种环保型陶瓷刀具的制备方法

说明书

本发明提供了一种环保型陶瓷刀具的制备方法，包括以下步骤：将碳纳米管、鸡骨生物炭和硅微粉混合研磨；加入瓜尔胶、胆酸钠和去离子水，放入搅拌砂磨分散机搅拌罐中搅拌，干燥，过筛，弃去大颗粒；加入去离子水、无水乙醇和聚环氧乙烷球磨，通过喷雾干燥形成复合球形颗粒；将复合球形颗粒、纳米碳化硅、腈化钛、莫来石晶须和无水乙醇混合，球磨；取出后烘干，过筛，加入微晶纤维素、润滑剂和去离子水，搅拌混合均匀；放入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压；进行烧结，随炉冷却即得。本方法所制备的刀具具有很好的力学性能，抗弯强度高韧性佳，硬度高，同时耐磨损，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种环保型陶瓷刀具的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，各行各业也在高速发展，其中机械行业也在飞速发展，而切削加工是机械加工中被应用最为广泛的技术之一，机械零件大部分都是以切削加工为主的。切削加工主要有常速切削和高速切削两种，而高速切削由于具有效率高、精度高、加工材料硬度高和费用低等优点已逐步取代常速切削，成为切削加工最主要的方法。但高速切削会使切削温度急剧升高，因此其对刀具材料有严格的要求，要求刀具材料具有耐热性好、硬度高、抗热冲击性能强等特点。因此，开发一种具有卓越的力学性能和热稳定性等的材料来满足高速切削的要求具有重要的现实意义。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种环保型陶瓷刀具的制备方法，所制备的刀具具有很好的力学性能，抗弯强度高韧性佳，硬度高，同时耐磨损，使用寿命长。

技术方案：一种环保型陶瓷刀具的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：

(1)将6-8份碳纳米管、1-2份鸡骨生物炭和3-5份硅微粉混合，置于不锈钢真空罐中密封抽真空后通入氩气保护，以不锈钢球为磨介，采用行星式球磨机在转速170-180rpm下进行研磨22-24h，其中，球料比为25:1；

(2)加入0.2-0.5份瓜尔胶、0.2-0.5份胆酸钠和50-70份去离子水，放入搅拌砂磨分散机搅拌罐中，在转速900rpm下搅拌15-18h，取出后放入烘箱中干燥24h，过80目筛，弃去大颗粒；

(3)加入20-30份去离子水、10-15份无水乙醇和3-5份聚环氧乙烷，在三维混料机中湿法球磨60-80min，通过喷雾干燥形成复合球形颗粒，喷雾干燥进口温度为130-150℃，出口温度为75-90℃，压力为0.08-0.1MPa；

(4)将复合球形颗粒、3-5份纳米碳化硅、20-30份腈化钛、2-4份莫来石晶须和40-60份无水乙醇混合，采用行星球磨机混合球磨24-26h，其中，球料质量比为2:1；

(5)取出后烘干，过40目筛，加入2-3份微晶纤维素、1-2份润滑剂和10-20份去离子水，搅拌混合均匀；

(6)放入石墨模具中，利用千斤顶对其进行预冷压；

(7)进行烧结，在氮气保护气氛下，将温度升高至600-700℃，保温10-15min，压力32MPa；

(8)继续升温，将温度升至1500-1700℃，保温1h，压力32MPa，随炉冷却即得。

进一步优选的，所述鸡骨生物炭的制备方法为：

第一步：将鸡骨清洗后放入鼓风干燥箱中在105℃干燥5-8h，粉碎至40目；

第二步：将10份鸡骨粉、25份焦磷酸和30份去离子水混合，搅拌均匀，在室温下浸渍4-5h；

第三步：过滤，转移至马弗炉中，在500-600℃下炭化活化1h；

第四步：冷却至室温，用蒸馏水洗涤至中性，放入烘箱中在100℃下干燥，研磨至粒径＜20μm即得。

进一步优选的，所述纳米碳化硅的粒径为20-40nm。