[发明专利]一种立方氮化硼复合体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种立方氮化硼复合体及其制备方法。具体地，所述复合体包括：1)作为内核的立方氮化硼；和2)复合于所述立方氮化硼内核外表面的表面镀层；其中，所述表面镀层包括复合于所述立方氮化硼内核外表面的第一镀层和复合于所述第一镀层外表面的第二镀层，其中，所述第一镀层含有氮钛化合物；所述第二镀层为钛基镀层。本发明还公开了制备所述复合体的方法。使用所述方法可以以较低的成本和极简的工艺实现大规模批量生产表面镀层与立方氮化硼内核之间结合性能优异的复合体。将所述复合体与金属基体结合后，可极大地改善金属基体对立方氮化硼复合体的把持力，从而显著提高立方氮化硼制品的质量和寿命。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体地涉及一种立方氮化硼复合体及其制备方法。

背景技术

立方氮化硼与金刚石是用途最广泛，最具市场潜力的超硬材料，在市场上具有十分重要的地位。其中，金刚石虽为已知最硬的超硬材料，却易在加工铁族元素材料时发生石墨化，降低加工效率。此外，在有氧高温环境中，金刚石制品的热稳定性较差。与此相反，立方氮化硼则因具备良好的热稳定性和化学稳定性，很好地弥补了金刚石的上述两个缺点。作为金刚石在机械加工领域的互补材料，立方氮化硼具有十分强劲的市场需求和应用前景。

立方氮化硼由于具有较好的热稳定性和化学稳定性，理论上切磨寿命长，但在将其与金属基体复合制备切磨器件的时候，存在制品质量不高的问题，究其原因主要是立方氮化硼与金属基体之间结合性能较差。因此，在制备立方氮化硼切割件、研磨件、抛光件等器件之前，通常会先对立方氮化硼原料进行表面镀膜处理以改善立方氮化硼与金属基体之间的结合性能。常用的对立方氮化硼原料进行表面处理的方法主要有电镀、化学镀、磁控溅射等，然而，这些处理方法均无法有效地兼顾立方氮化硼原料与金属基体之间的结合性能和大批量生产两个方面。其中，采用电镀、化学镀等方法制备的立方氮化硼复合体中由于镀层与立方氮化硼胚体之间结合强度较差，导致所述方法对切磨件中立方氮化硼复合体与金属基体之间结合性能改善效果有限，同时所述方法在制备过程中存在严重的环境污染。采用磁控溅射等方法制备的立方氮化硼复合体中虽然镀层与立方氮化硼胚体之间有较高的界面结合强度，但是该方法存在高成本、低产出的问题。总的来说，现有的表面处理方法均不适于大批量地处理立方氮化硼、特别是小尺寸的立方氮化硼微粉。

综上所述，本领域急需开发一种与金属基体之间结合良好且制备工艺简单、设备简化、成本低、无污染、适于大批量生产的立方氮化硼复合体，从而提高立方氮化硼制品的质量和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与金属基体之间结合良好且制备工艺简单、设备简化、成本低、无污染、适于大批量生产的立方氮化硼复合体，从而提高立方氮化硼制品的质量和寿命。

本发明的第一方面，提供了一种立方氮化硼复合体，所述复合体包括：

1)作为内核的立方氮化硼；和

2)复合于所述立方氮化硼内核外表面的表面镀层；其中，

所述表面镀层包括复合于所述立方氮化硼内核外表面的第一镀层和复合于所述第一镀层外表面的第二镀层，其中，

所述第一镀层含有氮钛化合物；

所述第二镀层为钛基镀层。

在另一优选例中，所述复合为化学键合。

在另一优选例中，所述表面镀层的厚度为10nm-1000μm；和/或

所述第一镀层的厚度为10nm－500um；和/或

所述第二镀层的厚度为10nm－500um。

在另一优选例中，所述表面镀层的厚度为100nm-500μm，较佳地为1um-200um，更佳地为100um-200um。