[发明专利]AL2

说明书

本发明公开了Al₂O₃‑cBN基陶瓷刀具材料及其制备方法，属于陶瓷刀具技术领域；所述陶瓷刀具材料的成分及其体积百分数分别为Al₂O₃：50％～80％，cBN：10％～30％，TiCN：5％～20％，Al₂O₃、cBN和TiCN的体积百分数之和为100％；材料制备方法为：按原料粉末的体积占比分别称量Al₂O₃粉末、cBN粉末和TiCN粉末；将柠檬酸铵溶于去离子水中制成分散剂溶液；将各成分的原料粉末以及分散剂溶液球磨混料，干燥后制得混合物料；将混合物料装入模具中进行振荡压力烧结。本发明通过TiCN改善Al₂O₃和cBN物理性能不匹配导致的结合强度低的问题，并在制备方法中采用振荡压力烧结技术对混合物料实现动态压力烧结，从而获得高cBN含量的高性能Al₂O₃基陶瓷刀具材料，可广泛应用于高温合金等难加工材料的加工领域。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷刀具材料及其制备方法，具体涉及Al₂O₃-cBN基陶瓷刀具材料及其制备方法，属于陶瓷刀具技术领域。

背景技术

随着高强高温合金在国防军工、航空航天、电子信息、高端装备制造等高技术领域越来越广泛的应用，切削过程中切削力增大、切削温度升高、刀具耐用度降低等问题凸显。陶瓷刀具以其硬度高、耐磨性和耐热性好、化学稳定性优良、切削速度高等优点，受到广泛关注，成为新型高效、高精、节能、绿色环保型产品。

Al₂O₃陶瓷具有优良的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性，但纯Al₂O₃陶瓷室温强度低、断裂韧性差而限制了其发展。故人们常添加第二相颗粒以提高其断裂韧性，立方氮化硼(cBN)的硬度仅次于金刚石，热稳定性好于金刚石，耐热性可达1400-1450℃，化学稳定性优良，1000℃下不会发生氧化反应，与铁系金属直到1200-1300℃也不发生化学反应，同时还具有良好的导热性、较小的摩擦系数。利用cBN的超高硬度能够有效改善Al₂O₃基刀具材料的硬度、断裂韧性和耐磨性。

公开号为CN104496429A的发明专利公开了一种“Al₂O₃-Ti(C,N)-cBN陶瓷刀具材料及其制备方法”，这种复合材料的主成分为Al₂O₃-Ti(C,N)，副成分为cBN占全部原料总体积的0.5％～5％，这种复合材料采用恒定压力的热压烧结方式，烧结压力为30～40MPa。公开号为CN106278197A的发明专利公开了“一种复合陶瓷刀具材料及其制备方法”，这种陶瓷刀具材料由Al₂O₃、ZrO₂和cBN组成，其中cBN的体积含量占全部原料总体积的3～10％，这种复合材料的烧结方式采用在35～54MPa压力下的恒定热压烧结方式。上述两个专利的陶瓷刀具材料中，均存在cBN含量较低，不能充分发挥cBN高硬度的特性。