[發明專利]一種聚晶立方氮化硼復合片及其制備方法

有效

• 申請號: 201711136967.2
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108118297B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 解亞軍;王彬彬;陳培
• 申請（專利權）人: 富耐克超硬材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06;C23C24/08;C23C28/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 張兵兵

本發明涉及一種聚晶立方氮化硼復合片及其制備方法，屬于超硬復合材料刀具技術領域。本發明的聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，包括以下步驟：在硬質合金表面涂覆結合劑涂層，然后將結合劑涂層和立方氮化硼粉體進行預壓在結合劑涂層上形成立方氮化硼層，加壓燒結，即得。本發明的聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，加壓燒結過程使得涂覆在硬質合金表面的粘結劑層熔融擴散，制備得到的聚晶立方氮化硼復合片具有優良耐磨性、耐熱性和抗沖擊性。

技術領域

本發明涉及一種聚晶立方氮化硼復合片及其制備方法，屬于超硬復合材料刀具技術領域。

背景技術

聚晶立方氮化硼，是指以許多微細的立方氮化硼為原料、在有或無添加劑參與，高溫高壓條件下，燒結而成的聚結體。聚晶立方氮化硼克服了單晶易于解理和各向異性的缺陷；同時，還具有較高的硬度和耐磨性、良好的化學穩定性和熱穩定性等優異性能。聚晶立方氮化硼憑借這些性能上的優勢，應用非常廣泛，特別是作為刀具材料在切削加工方面發揮了極大的作用，如應用于加工鑄鐵、鐵基粉末冶金金屬、淬火鋼、不銹鋼等材料。

用于制作刀具材料時，聚晶立方氮化硼刀具坯料主要有三種：一是整體純聚晶立方氮化硼燒結片；第二種是以聚晶立方氮化硼為聚晶層，以硬質合金為基體經高溫高壓共同燒結而成的復合片；第三種是先燒結制備聚晶立方氮化硼刀片坯料，再焊接在硬質合金上而制備成。在制備第二種坯料-復合片時，需要用到聚晶立方氮化硼結合劑。常用于聚晶立方氮化硼的結合劑為單一金屬、固溶體或它們的氮化物、碳化物、硅化物、硼化物，其他也有將碳氮化物或氮硼化物作為結合劑使用的。現有技術中，申請公布號為CN103158287B的中國發明專利公開了一種聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，是將立方氮化硼微粉、金屬結合劑和陶瓷添加劑混合均勻，然后將混合料和硬質合金進行壓制燒結，制得聚晶立方氮化硼復合片；所采用的金屬結合劑由以下質量分數的原料組成：40～50％的鈷，20～30％的鎳和20～40％的鋁；所述陶瓷結合劑是由以下質量分數的原料組成：30～45％的Ti(C,N)，15～20％的Al₂O₃，25～30％的AlB，15～20％的SiC。采用該方法制備得到的聚晶立方氮化硼復合片可以適應更加惡劣的加工條件，并且抗沖擊性能更好，耐高溫，不脫焊，使用壽命長。

雖然現有技術中制備得到的聚晶立方氮化硼復合片具有諸多優點，但鑒于目前對加工工件的精度、效率、使用壽命要求的不斷提升以及更為苛刻的加工條件要求，不僅要求聚晶立方氮化硼刀具具有高的抗沖擊性和耐高溫性，同時還需兼具優良的耐磨性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，不僅具有優良的抗沖擊性和耐高溫性，同時還兼具優良的耐磨性能。

本發明還提供了一種采用上述方法制備得到的聚晶立方氮化硼復合片。

為了實現以上目的，本發明的聚晶立方氮化硼復合片的制備方法所采用的技術方案是：

一種聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，包括以下步驟：在硬質合金表面涂覆結合劑涂層，然后將結合劑涂層和立方氮化硼粉體進行預壓在結合劑涂層上形成立方氮化硼層，加壓燒結，即得。

本發明的聚晶立方氮化硼復合片的制備方法，在硬質合金上涂覆結合劑涂層，然后將結合劑涂層和立方氮化硼粉體預壓后進行加壓燒結，加壓燒結過程中，結合劑熔融擴散，制備得到的聚晶立方氮化硼復合片具有優良耐磨性、耐熱性和抗沖擊性。

優選的，所述結合劑涂層的組成元素選自Ti、Al、Cr、Si、C、N中的至少三種。多元新型結合劑涂層兼具優良的金屬與陶瓷性能，有助于提高聚晶立方氮化硼復合片的綜合性能。