碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102584309A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102584309A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210033898.3C04B35/10(2006.01)(22)申请日2012.02.15C04B35/622(2006.01)(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人黄传真崇学文邹斌刘含莲朱洪涛刘战强(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人李健康(51)Int.Cl.C04B35/81(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书22页页(54)发明名称碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺(57)摘要本发明涉及到复相陶瓷材料粉末及其制备工艺，尤其是一种碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺。合成碳氮化钛系晶须生长预料成分重量比％为：TiO236.4％-38.5％；C11.5％-16.4％；NaCl45.4％-48.0％；NiCl21.8％-2.0％；增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末成分重量比％为：TiCxN1-x晶须11.1-12.1％；TiC0.5N0.5颗粒23.1-23.4％；Al2O360.6-61.2％；Mo2.2-2.3％；Ni1.9-2.0％。预料的制备工艺为：将配制预料装入球磨机中，用氧化铝球干磨24小时，过100目筛；装入石墨容器放入高温烧结炉；在升温速率50℃/min、N2流速0.1-0.4Nm3/h、温度1250℃-1500℃、保温60min-120min条件下合成碳氮化钛系晶须材料。该晶须能提高氧化铝基陶瓷刀具材料断裂韧度和抗弯强度，质量高，品种多，工艺简单，成本低，与碳氮化钛粉末颗粒匹配制备系列优质刀具粉末材料。CN10258439ACN102584309A权利要求书1/1页1.碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末的制备工艺，其特征在于合成碳氮化钛系晶须生长预料各成分重量比％为：TiO236.4％-38.5％；C11.5％-16.4％；NaCl45.4％-48.0％；NiCl21.8％-2.0％；增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末成分重量比％为：TiCxN1-x晶须11.1-12.1％；TiC0.5N0.5颗粒23.1-23.4％；Al2O360.6-61.2％；Mo2.2-2.3％；Ni1.9-2.0％。2.制备权利要求1所述的碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷材料复相粉末的制备工艺，其特征在于合成碳氮化钛系晶须生长预料的制备工艺为：将按比例配制的碳氮化钛晶须生长预料装入缸式球磨机中，用氧化铝球干磨24小时和用100目筛过筛；将过筛后的配料装入圆形石墨容器，再放入高温烧结炉内；在升温速率50℃/min、N2流速0.1-0.4Nm3/h、温度1250℃-1500℃、保温60min-120min条件下合成碳氮化钛系晶须材料；并对合成晶须晶格常数计算分析，可获得TiC0.2N0.8、TiC0.3N0.7、TiC0.5N0.5、TiC0.7N0.3、TiC0.8N0.2晶须粉末。2CN102584309A说明书1/2页碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺一、技术领域[0001]本发明涉及到复相陶瓷材料粉末及其制备工艺，尤其是一种碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺。二、背景技术[0002]结构陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性和耐高温等优点，但是陶瓷材料所固有的脆性缺陷限制了它的应用。适量添加具有较高弹性模量的晶须和颗粒能够提高陶瓷材料的断裂韧度和抗弯强度。Ti(C，N)是一种性能优良，用途广泛的非氧化物材料，它具有熔点高、硬度大、耐腐蚀和抗氧化性好等优点，适用于机械、化工、汽车制造和航天航空等许多领域。Ti(CxN1-x)w是由TiC和TiN形成的连续固溶体，TiC点阵中的C原子可被N原子以任何的比例替代；同理，TiN点阵中的N原子亦可被C原子以任何的比例替代。Ti(C1-xNx)w的性能随C/N成分的改变而有所变化，因此可制备碳氮化钛系晶须材料。[0003]传统制备碳氮化钛晶须增韧陶瓷刀具材料粉末的工艺，通过市场采购单一品种晶须、或制备单一品种晶须并将其适量添加于陶瓷基体材料的方式。传统制备工艺存在晶须价格昂贵、工艺复杂、晶须品种单一以及制备陶瓷刀具材料单一等缺点。三、发明内容[0004]本发明的目的是克服传统制备碳氮化钛晶须增韧陶瓷刀具材料粉末及制备工艺存在的缺陷，提供一种利用预制晶须制备系列高品质、低价格的碳热还原法合成碳氮化钛系晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及其制备工艺。[00