[發明專利]一種聚晶立方氮化硼刀具材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710709832.4
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107500776B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 丁云鵬;張銳;高卡;樊磊;郭曉琴;劉軍威;王海龍
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: C04B35/5831
• 分類號: C04B35/5831;C04B35/645;C04B35/65;C22C26/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

1.一種聚晶立方氮化硼刀具材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：立方氮化硼粉體70%、結合劑30%；所述立方氮化硼粉體粒度為1~8μm；所述結合劑的重量百分比組成為下述的組成a或組成b；

組成a：硅粉10%、氧化鋯5%、鐿鋁石榴石0.5%，余量為SiC粉和Si₃N₄粉；其中，SiC粉和Si₃N₄粉的重量比為7∶3；

組成b：金屬粉3%、硅粉7%、氧化鋯5%、鐿鋁石榴石0.5%，余量為SiC粉和Si₃N₄粉；其中，所述金屬粉為Ti粉；SiC粉和Si₃N₄粉的重量比為7∶3。

2.一種如權利要求1所述聚晶立方氮化硼刀具材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

①立方氮化硼粉體處理：將立方氮化硼粉體用10~20 mol/L氫氟酸進行酸洗處理2~4h，將酸洗過的立方氮化硼粉體離心分離，先水洗再用無水乙醇洗，然后真空干燥；

②混料：將結合劑與步驟①處理后的立方氮化硼粉體采用干混法混合，或采用濕混法混合，濕混之后進行干燥處理；

③采用下述三種燒結方法中的一種來制備聚晶立方氮化硼刀具材料：

a、 高溫高壓法：

將步驟②中混好的粉料裝入葉臘石模具中，然后在 200~400 ℃的條件下真空干燥20~40 min；然后將葉臘石模具放入六面頂壓機內，在溫度為 1200~1700 ℃、壓力為4.5~7.5GPa的條件下燒結10~30 min；

b、高溫低壓法：

將步驟②中混好的粉料裝入石墨模具中，然后將石墨模具放入熱壓爐內，惰性氣氛下在溫度為1200~1600 ℃、壓力15~50 MPa的條件下燒結10~50 min；

c、 放電等離子體快速燒結法：

將步驟②中混好的粉料裝入石墨模具中，采用放電等離子體快速燒結法，真空或惰性氣氛條件下在1200~1500 ℃燒結1~30 min。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟①中，所述真空干燥為真空干燥箱內40~80 ℃干燥8~12 h。

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟③之c中，真空壓力10Pa。

5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟②為：將結合劑與步驟①處理后的立方氮化硼粉體在二維球磨機內采用濕混法混合均勻，或者在三維混料機內采用干混法或濕混法混合均勻；濕混時加入酒精或水，濕混之后進行干燥處理。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于：在二維球磨機內進行混合時，結合劑與立方氮化硼粉體的總重量與磨球重量比為1∶(1~3)，混料時間為4~8 h。

7.如權利要求2或5或6所述的制備方法，其特征在于：步驟②中，濕混之后，放于干燥箱內100~140 ℃干燥4~24 h。