[发明专利]一种表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷刀具材料包括多层，各层原料组分和厚度成对称型分布，在厚度方向上以中心层为对称面，纳米氧化锆的体积含量从表层到中间层逐层减少；

所述各层的组分体积分数为：碳氮化钛30-60％，纳米氧化锆0-5％，氧化镁0.2-1％，石墨烯0.2-0.8％，氧化钇0-0.5％，其余为亚微米氧化铝，其中，纳米氧化锆、氧化钇的含量不为零；

制备方法包括：

将石墨烯和至少2种不同体积分数的纳米氧化锆分散在醇溶液中，得到含有不同氧化锆体积分数、分散均匀的石墨烯/纳米氧化锆混合液；

将含有不同氧化锆体积分数的石墨烯/纳米氧化锆混合液加入氧化铝、碳氮化钛、烧结助剂和稳定剂的混合粉末中，球磨，干燥，过筛，得到至少2种含有不同纳米氧化锆体积分数的混合原料粉末；

按照纳米氧化锆体积含量从高到低，再从低到高的顺序在模具中逐层填铺并预压；

将模具真空烧结，保温结束后，冷却，即得；

不同体积分数的纳米氧化锆为2～3种。

2.如权利要求1所述的表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述分散采用超声条件下进行，分散时间为2-3小时。

3.如权利要求2所述的表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为48-72小时。

4.如权利要求1所述的表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的条件为在1650℃-1750℃下保温10-20分钟，烧结压力为30-50MPa。

5.如权利要求1所述的表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，所述烧结过程中，升温速率为40～42℃/min。

6.权利要求1-5任一项所述的方法制备的表面具有压应力的石墨烯自润滑梯度陶瓷刀具材料。

7.权利要求6所述的陶瓷刀具在机械、治金、矿山、高速列车、风电、汽车、拖拉机、轴承、水泵、交通、能源、精密仪器或航空航天领域的应用。