CN1257864C - 一种自润滑陶瓷刀具材料 - Google Patents
一种自润滑陶瓷刀具材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1257864C CN1257864C CN 200410024226 CN200410024226A CN1257864C CN 1257864 C CN1257864 C CN 1257864C CN 200410024226 CN200410024226 CN 200410024226 CN 200410024226 A CN200410024226 A CN 200410024226A CN 1257864 C CN1257864 C CN 1257864C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tool
- self
- lubricating
- tic
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明属于先进制造技术领域，涉及一种自润滑陶瓷刀具材料，其特征是将CaF2固体润滑剂添加到Al2O3/TiC陶瓷刀具材料中形成Al2O3/TiC/CaF2陶瓷复合刀具材料，利用固体润滑剂摩擦系数低的特点，使陶瓷刀具在切削加工时在刀具表面形成连续的固态润滑层，在刀具表面形成具有润滑作用的反应膜，从而实现刀具本身的自润滑功能。因为Al2O3/TiC/CaF2陶瓷刀具材料内部含有固体润滑剂，刀具在其整个生命周期内始终具有自润滑功能，而且刀具材料可在很宽的温度范围内(高速和低速切削)均具有自润滑能力，刀具前刀面与切屑之间的摩擦系数显著减小。可克服切削液造成的环境污染、实现清洁化生产、降低成本，可应用于干式切削和难加工材料的切削加工。
Description
技术领域
本发明属于先进制造技术领域，特别是涉及一种自润滑陶瓷刀具材料。
背景技术
陶瓷材料具有硬度高、耐磨损、耐高温和化学稳定性好等特点。然而，陶瓷材料在无介质条件下摩擦时，摩擦系数高。因而，如何减小摩擦系数成为其应用的关键。自润滑陶瓷材料是将固体润滑剂作为添加剂加入到陶瓷材料中形成陶瓷复合材料，在摩擦表面形成固体润滑膜，从而实现自润滑功能。A12O3/TiC陶瓷刀具是国内外使用最多的陶瓷刀具之一，主要应用于干切削各种钢铁及其合金材料。但是，干切削时，由于缺少切削液的润滑和冷却作用，刀具与工件之间的摩擦增加，切削温度高，引起刀具寿命下降，加工表面质量恶化。为此，急需寻求一种新的技术，来降低刀具与工件之间的摩擦系数。英文文献“Wear”(1999，225：267～272)报道了A12O3/TiC陶瓷刀具；中国文献“山东工学院学报”(1982，(4)：1～16)报道了Al2O3/TiC/Mo/Ni陶瓷刀具，以上这些Al2O3/TiC陶瓷刀具均是采用热压烧结工艺制备的，刀具材料中均没有添加固体润滑剂，没有自润滑功能。中国文献“机械工程学报”(2003，39(8)：106～109)报道了A12O3/TiB2自润滑陶瓷刀具。但Al2O3/TiB2陶瓷刀具的自润滑功能不是通过添加固体润滑剂而实现的，它是利用Al2O3/TiB2陶瓷刀具高速干切削时刀具表面切削高温作用下产生的摩擦化学反应，在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜，从而实现刀具材料本身的自润滑，因此，Al2O3/TiB2自润滑陶瓷刀具只有在高速干切削时候，才具有自润滑功能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有自润滑功能的陶瓷刀具材料。
本发明是通过以下方式实现的。
一种自润滑陶瓷刀具材料，包括Al2O3和TiC，其特征是通过以下方法制备：
(1)以Al2O3陶瓷作为基体材料，添加TiC强化相和CaF2固体润滑剂；各组分的质量百分比为：Al2O3 42.5～47.5％，TiC 42.5～47.5％，CaF2 5.0～15.0％；
(2)将已称好的原料混合，然后进行强化球磨，以乙醇作为介质，球磨时间80～120小时；
(3)将球磨后的料放置真空干燥箱中干燥，干燥后料在有氮气保护的橱中过筛；
(4)采用热压烧结工艺，以氮气作为烧结气氛，烧结温度范围为1700～1800℃，压力为30～36MPa，保温时间为8～20分钟，即可制备Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料。
通过上述工艺制备的Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料，将CaF2固体润滑剂添加到Al2O3/TiC陶瓷刀具材料中形成陶瓷复合材料，利用固体润滑剂摩擦系数低的特点，使陶瓷刀具在切削加工时在刀具表面形成连续的固态润滑层，在刀具表面形成具有润滑作用的反应膜，从而实现刀具本身的自润滑功能。因为刀具材料内部含有固体润滑剂，刀具在其整个生命周期内始终具有自润滑功能，而且刀具材料可在很宽的温度范围内(高速和低速切削)均具有自润滑能力，刀具前刀面与切屑之间的摩擦系数显著减小。可克服切削液造成的环境污染、实现清洁化生产、降低成本，可应用于干式切削和难加工材料的切削加工。
具体实施方式：
下面给出本发明的三个最佳实施例：
实施例一：按Al2O3 42.5％、TiC 42.5％、CaF2 15.0％的质量百分比称取原料。将已称好的原料混合，然后进行强化球磨，以乙醇作为介质，球磨时间100小时。将球磨后的料放置真空干燥箱中干燥，干燥后料在有氮气保护的气氛的橱中过筛。采用热压烧结法制备自润滑陶瓷刀具材料，烧结温度为1700℃，压力为30MPa，保温时间为10min，采用氮气烧结气氛。
实施例二：按Al2O3 45.0％、TiC 45.0％、CaF2 10.0％的质量百分比称取原料。将已称好的原料混合，然后进行强化球磨，以乙醇作为介质，球磨时间100小时。将球磨后的料放置真空干燥箱中干燥，干燥后料在有氮气保护的气氛的橱中过筛。采用热压烧结法制备自润滑陶瓷刀具材料，烧结温度为1720℃，压力为32MPa，保温时间为12min，采用氮气烧结气氛。
实施例三：按Al2O3 47.5％、TiC 47.5％、CaF2 5.0％的质量百分比称取原料。将已称好的原料混合，然后进行强化球磨，以乙醇作为介质，球磨时间100小时。将球磨后的料放置真空干燥箱中干燥，干燥后料在有氮气保护的气氛的橱中过筛。采用热压烧结法制备自润滑陶瓷刀具材料，烧结温度为1750℃，压力为35MPa，保温时间为15min，采用氮气烧结气氛。
采用上述工艺制备的Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料，在干切削时，具有自润滑功能，摩擦系数可减小20％以上，适合于干式切削和难加工材料的切削加工。
Claims (1)
1.一种自润滑陶瓷刀具材料，包括Al2O3和TiC，其特征是通过以下方法制备：
(1)以Al2O3陶瓷作为基体材料，添加TiC强化相和CaF2固体润滑剂，按Al2O342.5～47.5％，TiC 42.5～47.5％，CaF25.0～15.0％的质量百分比称取原料；
(2)将已称好的原料混合，然后进行强化球磨，以乙醇作为介质，球磨时间80～120小时；
(3)将球磨后的料放置真空干燥箱中干燥，干燥后料在有氮气保护的橱中过筛；
(4)采用热压烧结工艺，以氮气作为烧结气氛，烧结温度范围为1700～1800℃，压力为30～36MPa，保温时间为8～20分钟，即可制备Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410024226 CN1257864C (zh) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | 一种自润滑陶瓷刀具材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410024226 CN1257864C (zh) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | 一种自润滑陶瓷刀具材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1583660A CN1583660A (zh) | 2005-02-23 |
| CN1257864C true CN1257864C (zh) | 2006-05-31 |
Family
ID=34600837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410024226 Expired - Fee Related CN1257864C (zh) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | 一种自润滑陶瓷刀具材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1257864C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2678514A4 (en) * | 2011-02-22 | 2017-01-11 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline compacts, cutting elements and earth-boring tools |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100417519C (zh) * | 2006-09-29 | 2008-09-10 | 山东大学 | 自润滑复合软涂层刀具及其制备方法 |
| CN102390980B (zh) * | 2011-08-12 | 2013-05-08 | 山东轻工业学院 | 梯度自润滑陶瓷刀具材料及其制备方法 |
| CN102603308B (zh) * | 2012-01-09 | 2013-06-12 | 山东大学 | 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺 |
| CN103664147A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-26 | 蔡毓敏 | 一种高强度陶瓷材料及其制备方法 |
| CN103641456B (zh) * | 2013-12-12 | 2016-03-02 | 陈铭 | 一种高强度纳米复合陶瓷材料及其制备方法 |
| CN103641457A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-19 | 吴锐 | 一种复合陶瓷材料及其制备方法 |
| CN104045325B (zh) * | 2014-06-26 | 2015-05-13 | 齐鲁工业大学 | 添加包覆型氟化钙粉末的自润滑刀具材料的制备方法 |
-
2004
- 2004-06-02 CN CN 200410024226 patent/CN1257864C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2678514A4 (en) * | 2011-02-22 | 2017-01-11 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline compacts, cutting elements and earth-boring tools |
| US10647614B2 (en) | 2011-02-22 | 2020-05-12 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements and tools comprising interbonded grains of diamond and related compositions |
| US10766823B2 (en) | 2011-02-22 | 2020-09-08 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Cutting elements and tools comprising interbonded grains of diamond and related methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1583660A (zh) | 2005-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110923498B (zh) | 一种含金属碳化物和金属氧化物复合陶瓷摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法 | |
| CN107460391B (zh) | 一种添加石墨烯的梯度硬质合金刀具材料及其快速制备方法 | |
| Zheng et al. | Friction and wear behaviors of Sialon–Si3N4 graded nano-composite ceramic materials in sliding wear tests and in cutting processes | |
| CN103058667B (zh) | 纳米固体润滑剂与纳米陶瓷颗粒复合改性的刀具材料及其制备方法 | |
| CN1257864C (zh) | 一种自润滑陶瓷刀具材料 | |
| CN102936137B (zh) | 一种Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2自润滑叠层陶瓷拉拔模具材料 | |
| CN104878272A (zh) | 一种镍铝/氧化铜高温自润滑复合材料及其制备方法 | |
| CN105819863A (zh) | 一种高性能原位反应自润滑陶瓷刀具材料及其制备方法 | |
| CN111748719A (zh) | 宽温域自润滑VN-Ag2MoO4复合材料及其制备方法 | |
| CN1477222A (zh) | 以纳米TiN改性的TiC或Ti(C,N)基金属陶瓷刀具、该刀具的制造工艺及刀具的使用方法 | |
| CN104372299B (zh) | 多层结构硬质、耐磨、润滑涂层及其制备方法 | |
| CN106086525A (zh) | 一种低摩擦镍基高温自润滑复合材料及其制备方法 | |
| CN119114938B (zh) | 一种航空发动机用铜基石墨密封材料及其制备方法 | |
| CN114985741A (zh) | 一种加工蠕墨铸铁的梯度刀具材料 | |
| CN109354502B (zh) | 一种高温环境中具有高耐磨表面的自润滑氮化硅基复合材料 | |
| CN114717459B (zh) | 一种Ti3SiC2/Pb/Ag高温自润滑复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114703441B (zh) | 一种高低温固体润滑相自适应再生的摩擦学涂层制备方法 | |
| CN100381402C (zh) | AlN/SiO2纳米多层硬质薄膜 | |
| CN111850453A (zh) | 一种氧化铬基减磨涂层及其制备方法 | |
| CN106811645B (zh) | 一种碳化硅基高温自润滑复合材料及其制备方法 | |
| CN111270120B (zh) | 一种切割石料用金刚石颗粒增强复合刀具材料的制备方法 | |
| CN115138849A (zh) | 一种无粘结相硬质合金刀具材料的制备方法 | |
| CN112917242A (zh) | 一种延长刀具寿命的切削方法 | |
| CN111961944A (zh) | 一种宽温域自润滑VN-AgMoS2复合材料及其制备方法 | |
| CN109972017B (zh) | 高速切削用硬质合金刀具材料及硬质合金刀具制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |