[发明专利]一种聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法，属于超硬复合材料刀具技术领域。本发明的聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，包括以下步骤：在硬质合金表面涂覆结合剂涂层，然后将结合剂涂层和立方氮化硼粉体进行预压在结合剂涂层上形成立方氮化硼层，加压烧结，即得。本发明的聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，加压烧结过程使得涂覆在硬质合金表面的粘结剂层熔融扩散，制备得到的聚晶立方氮化硼复合片具有优良耐磨性、耐热性和抗冲击性。

技术领域

本发明涉及一种聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法，属于超硬复合材料刀具技术领域。

背景技术

聚晶立方氮化硼，是指以许多微细的立方氮化硼为原料、在有或无添加剂参与，高温高压条件下，烧结而成的聚结体。聚晶立方氮化硼克服了单晶易于解理和各向异性的缺陷；同时，还具有较高的硬度和耐磨性、良好的化学稳定性和热稳定性等优异性能。聚晶立方氮化硼凭借这些性能上的优势，应用非常广泛，特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大的作用，如应用于加工铸铁、铁基粉末冶金金属、淬火钢、不锈钢等材料。

用于制作刀具材料时，聚晶立方氮化硼刀具坯料主要有三种：一是整体纯聚晶立方氮化硼烧结片；第二种是以聚晶立方氮化硼为聚晶层，以硬质合金为基体经高温高压共同烧结而成的复合片；第三种是先烧结制备聚晶立方氮化硼刀片坯料，再焊接在硬质合金上而制备成。在制备第二种坯料-复合片时，需要用到聚晶立方氮化硼结合剂。常用于聚晶立方氮化硼的结合剂为单一金属、固溶体或它们的氮化物、碳化物、硅化物、硼化物，其他也有将碳氮化物或氮硼化物作为结合剂使用的。现有技术中，申请公布号为CN103158287B的中国发明专利公开了一种聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，是将立方氮化硼微粉、金属结合剂和陶瓷添加剂混合均匀，然后将混合料和硬质合金进行压制烧结，制得聚晶立方氮化硼复合片；所采用的金属结合剂由以下质量分数的原料组成：40～50％的钴，20～30％的镍和20～40％的铝；所述陶瓷结合剂是由以下质量分数的原料组成：30～45％的Ti(C,N)，15～20％的Al₂O₃，25～30％的AlB，15～20％的SiC。采用该方法制备得到的聚晶立方氮化硼复合片可以适应更加恶劣的加工条件，并且抗冲击性能更好，耐高温，不脱焊，使用寿命长。

虽然现有技术中制备得到的聚晶立方氮化硼复合片具有诸多优点，但鉴于目前对加工工件的精度、效率、使用寿命要求的不断提升以及更为苛刻的加工条件要求，不仅要求聚晶立方氮化硼刀具具有高的抗冲击性和耐高温性，同时还需兼具优良的耐磨性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，不仅具有优良的抗冲击性和耐高温性，同时还兼具优良的耐磨性能。

本发明还提供了一种采用上述方法制备得到的聚晶立方氮化硼复合片。

为了实现以上目的，本发明的聚晶立方氮化硼复合片的制备方法所采用的技术方案是：

一种聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，包括以下步骤：在硬质合金表面涂覆结合剂涂层，然后将结合剂涂层和立方氮化硼粉体进行预压在结合剂涂层上形成立方氮化硼层，加压烧结，即得。

本发明的聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，在硬质合金上涂覆结合剂涂层，然后将结合剂涂层和立方氮化硼粉体预压后进行加压烧结，加压烧结过程中，结合剂熔融扩散，制备得到的聚晶立方氮化硼复合片具有优良耐磨性、耐热性和抗冲击性。

优选的，所述结合剂涂层的组成元素选自Ti、Al、Cr、Si、C、N中的至少三种。多元新型结合剂涂层兼具优良的金属与陶瓷性能，有助于提高聚晶立方氮化硼复合片的综合性能。