[發明專利]多晶立方氮化硼磨料生產方法

有效

• 申請號: 201010223176.5
• 申請日: 2010-07-12
• 公開（公告）號: CN101891481A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張相法;張奎;劉云飛
• 申請（專利權）人: 鄭州中南杰特超硬材料有限公司
• 主分類號: C04B35/5831
• 分類號: C04B35/5831;C04B35/63
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發軍

技術領域

本發明屬于超高壓合成立方氮化硼技術領域，特別是一種多晶立方氮化硼磨料生產方法。

背景技術

立方氮化硼具有僅次于金剛石的高硬度，優于金剛石的熱穩定性和化學穩定性，作為超級磨料廣泛用于各種鋼、鐵、鎳等黑色金屬材料及合金的磨削加工領域。

立方氮化硼磨料分單晶磨料和多晶磨料兩種類型，單晶立方氮化硼磨料是目前成熟的、廣泛使用的立方氮化硼磨料。多晶立方氮化硼磨料是一種有發展前景的立方氮化硼磨料，每一顆粒都是多晶結構，有許多細微的立方氮化硼晶體結合而成。多晶結構兼顧了加工效率和加工精度，且高溫下強度基本不下降。發明專利CN87100500公開了一種富硼多晶立方氮化硼磨料的制備方法，使用富硼多晶立方氮化硼，不加燒結助劑，經高溫高壓再燒結得到燒結良好的多晶體。這種方法采用富硼多晶立方氮化硼為原料，不易獲得，價格昂貴，而且所需的高溫高壓條件苛刻，因而難于推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠保證多晶立方氮化硼磨料質量，操作方便，成本低廉的多晶立方氮化硼磨料生產方法。

實現本發明的目的所采取的技術方案是：該方法是按以下步驟進行：

1)制備金屬結合劑：分別取粒徑在≤10微米的鋁粉、鎳粉和鈷粉，并按鋁粉60～90份、鎳粉8～30份、鈷粉2～10份的重量份配比混合均勻，制成金屬結合劑備用；

2)制備燒結混合料：分別取粒徑在≤10微米的立方氮化硼微粉、氮碳化鈦微粉和制備的金屬結合劑，按立方氮化硼微粉75～95份、氮碳化鈦微粉2～10份和制備的金屬結合劑3～15份的重量份配比混合均勻，制成燒結混合料備用；

3)燒結：將制備的燒結混合料裝入石墨加熱模具中，再將模具裝入高壓合成腔體內，在壓力5.5～6.5GPa、溫度1300～1800℃條件下，燒結120～300秒，制成多晶立方氮化硼燒結塊料；

4)粉碎：將多晶立方氮化硼燒結塊料破碎成粒徑小于1毫米的多晶立方氮化硼顆粒備用；

5)稀酸處理：將制備的多晶立方氮化硼顆粒用質量百分比濃度為20～30％的硫酸或鹽酸或硝酸水溶液按照多晶立方氮化硼顆粒∶硫酸或鹽酸或硝酸水溶液＝1∶2～4的重量配比混合后，在常溫下浸泡8～16小時，濾去酸液，用清水反復沖洗至中性，并烘干后備用；

6)堿處理：將經稀酸處理后的多晶立方氮化硼顆粒與質量百分比濃度為20～30％的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液按多晶立方氮化硼顆粒∶氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液＝1∶2～4的重量配比混合后，在300～350℃溫度下浸泡1～2小時，濾去堿液，并用水沖洗至中性，烘干后即制成本申請的多晶立方氮化硼磨料。

所述氮碳化鈦分子式為TiC_XN_1-X，0≤X≤1

按照上述方法生產多晶立方氮化硼磨料，通過金屬結合劑和燒結助劑氮碳化鈦的催化作用，實現了以普通的立方氮化硼微粉為原料燒結制成優質多晶立方氮化硼磨料的良好效果，具有操作方便、生產效率高、成本低廉等優點，適合于多晶立方氮化硼磨料大規模生產。

具體實施方式

本發明的多晶立方氮化硼磨料生產方法是由發明人在總結長期實踐經驗的基礎上，并通過大量的試驗研究所得。該方法采用普通的立方氮化硼微粉，并通過金屬結合劑和燒結助劑氮碳化鈦的催化作用，在高溫高壓條件下燒結制成性能優良的多晶立方氮化硼磨料。該每一顆粒都是有許多細微的立方氮化硼晶體結合而成的多晶結構，該磨料用于黑色金屬的加工，能使加工效率和加工精度大大提高，且耐高溫性能極佳。下面結合實施例對本發明的多晶立方氮化硼磨料生產方法做進一步說明。

實施例1