[發明專利]一種立方氮化硼表面粗糙化處理方法

在審

• 申請號: 201910012281.5
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109455680A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 張相法;王永凱;位星;劉紅偉;王大鵬;薛磊
• 申請（專利權）人: 鄭州中南杰特超硬材料有限公司
• 主分類號: C01B21/064
• 分類號: C01B21/064
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發明提供了一種立方氮化硼表面粗糙化處理方法，該方法利用合成立方氮化硼的觸媒粉末與立方氮化硼能夠快速發生反應，可快速高效得到表面粗糙度較高的立方氮化硼顆粒，且觸媒粉末能夠與水快速反應，后續處理相比現有處理方法簡單，并且不會對環境造成污染。

技術領域

本發明屬于超硬材料表面處理技術領域，特別涉及一種立方氮化硼表面粗糙化處理方法。

背景技術

由于立方氮化硼（cBN）具有遠高于金剛石的熱穩定性，對鐵、鈷等元素具有較好的化學穩定性，主要用于黑色金屬及一些硬韌難加工材料的加工，廣泛應用于制造磨削工具、切削刀具和復合超硬材料。

以cBN（立方氮化硼）磨料為原料，分別用金屬粉、樹脂粉、陶瓷和電鍍金屬作結合劑，制成各種形狀的制品，用于磨削、拋光、研磨的工具叫cBN磨具。cBN砂輪相比金剛石砂輪在加工黑色金屬中更有優勢，由cBN所制成的高性能砂輪兼具高速、高效、高精等優點。影響cBN砂輪性能的一個重要因素是cBN晶體與砂輪結合劑粘結的情況，cBN晶體在砂輪中的粘結或固定可通過與粘結材料的物理或化學連接來實現。但cBN晶體難以與大部分金屬、陶瓷甚至樹脂等良好浸潤，使cBN晶體與基體的結合力較差，具有光滑表面并且無化學粘結的cBN晶體隨著周圍的粘結材料的磨除，cBN晶體變得暴露，最終不能固定在砂輪中而脫出。這一問題導致了cBN砂輪無法在實際應用中實現其全部價值，因此需要提高cBN晶體表面粗糙度以提高cBN晶體與周圍粘結材料的浸潤性，進而提高cBN晶體與基體的結合力。

迄今為止，用于增加cBN晶體的表面粗糙度的方法局限于金屬涂層和用腐蝕性強酸或強堿蝕刻cBN晶體表面。對于在cBN晶體表面制備金屬涂層方法，通常需要價格昂貴的氦氣作為運載工作氣體才能得到高質量涂層，這一方法導致成本高。采用對于酸堿刻蝕方法，cBN晶粒經酸性或堿性溶液清洗的過程中，溶液易揮發，成本高，處理后的化學排放工作難度大，若處理不當，將對環境造成嚴重的污染。因此，需要尋找新的立方氮化硼表面粗糙化處理方法，以增加cBN表面粗糙度，進而提高cBN晶體與基體的結合力，增強cBN砂輪在工業應用中的性能。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種立方氮化硼表面粗糙化處理方法。本發明的處理方法操作簡單，能夠有效提高cBN晶粒表面粗糙度，后續處理方法簡單，對環境友好。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種立方氮化硼表面粗糙化處理方法，包括以下步驟：

（1）取立方氮化硼顆粒加入容器內，向容器內加入合成立方氮化硼的觸媒粉末混合均勻，所加入的立方氮化硼與觸媒粉末的質量比為1:1~3；

（2）將盛有混合物的容器放入馬弗爐中，以10℃~20℃/min的速率升溫至400℃~1000℃，保溫10min~90min；

（3）隨爐降溫后，從馬弗爐中取出容器，向容器內緩慢加入水，待觸媒粉末與水充分反應后，將容器中的立方氮化硼顆粒取出；

（4）將步驟（3）獲得的立方氮化硼顆粒用鹽酸清洗，然后再用水沖洗至中性，取出清洗后的立方氮化硼顆粒；

（5）將步驟（4）得到的立方氮化硼顆粒在80℃~120℃條件下烘干4~6h，然后進行篩分，獲得表面處理的立方氮化硼顆粒。

作為本發明優選的，所述觸媒粉末為鎂粉、鋰粉、氮化鎂、氮化鋰、硼化鎂、硼化鋰、氮硼化鎂中的一種、兩種或兩種以上的混合物。

作為本發明優選的，所述觸媒粉末為氮化鎂。

作為本發明優選的，所述觸媒粉末為氮化鋰。

作為本發明優選的，所述觸媒粉末為氮硼化鎂。

作為本發明優選的，所述觸媒粉末為鎂粉與氮化鋰的混合物。