1.一种添加球形纳米二氧化硅包覆片状六方氮化硼复合粉体的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于所述的自润滑陶瓷刀具材料中各原料组分体积百分比为:TiC 15-75%,h-BN@SiO2 2-20%,MgO 0.2-2.5%,其余为Al2O3;
包括步骤如下:
(1)h-BN@SiO2复合粉体的制备:
将粒径为1-20μm的h-BN粉体分散于的无水乙醇中,h-BN与无水乙醇的质量体积比为
0.5-10g:100-500mL,超声分散10-30min,然后加适量水并用质量分数23-28wt%的氨水调节pH值为8-9.5,将得到的混合液磁力搅拌并水浴加热,温度保持在30-70℃;缓慢滴加正硅酸乙酯,h-BN与正硅酸乙酯的质量体积比为0.5-10g:6-50mL,正硅酸乙酯滴加速度为0.02-
0.6 mL/min,反应时间为2-24h;将得到的悬浊液在1000-4000r/min条件下离心分离5-
40min,用无水乙醇清洗2-5次,40-100℃条件下真空干燥,得到以微米h-BN为核、纳米SiO2为壳的球形二氧化硅包覆片状六方氮化硼h-BN@SiO2复合粉体;
(2)按比例取Al2O3和TiC粉末,分别分散于无水乙醇中,超声分散并机械搅拌10-30min,将所得Al2O3悬浮液与TiC悬浮液混合后加入MgO粉末,再次超声分散并机械搅拌10-30min,得到混合均匀的复相悬浮液;
(3)将上述复相悬浮液倒入球磨灌,加入硬质合金球,球料质量比为8-12:1,充入氮气或氩气作为保护气氛连续球磨36-72h;
(4)按比例加入h-BN@SiO2复合粉体再次球磨1-3h,所得球磨液在真空干燥箱中100-120℃下连续干燥24-48h,然后过筛得到混合粉料,密封备用;
(5)将步骤(4)所得干燥的混合粉料装入石墨模具中进行热压烧结,烧结温度1600-
1700℃,热压压力25-35MPa,保温时间10-30min,升温速度10-20℃/min,即得。
2.如权利要求1所述的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于原料组分体积百分比为:所述TiC的体积百分含量为25-50%;所述h-BN@SiO2的体积百分含量为4-12%;所述MgO的体积百分含量为0.4-1.2%。
3.如权利要求1所述的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于所述Al2O3 、TiC和MgO均为微米级。
4.如权利要求1所述的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于所述Al2O3粉末的粒径为0.2-2μm,TiC粉末的粒径为0.2-1.5μm。
5.如权利要求1所述的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述水是蒸馏水,加水量与h-BN的质量体积比为0.5-10g:4-30mL。
6.如权利要求1所述的自润滑陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(2)中h-BN与正硅酸乙酯的质量体积比为1-5g:12mL-36mL;将12mL-36mL正硅酸乙酯均分为3份,分次于
1.5h内缓慢滴加一份量的正硅酸乙酯;第一次滴加后继续反应0.5h,再以同样的方式第二次滴加一份量的正硅酸乙酯;完成第二次滴加后,继续反应0.5h,然后以同样的方式第三次滴加一份量的正硅酸乙酯;第三次滴加完成后继续反应0.5h,总反应时间为6h。