超硬材料网

　　申请号：201410025088

　　申请人：中国地质大学（北京）北京华油冠昌环保能源科技发展有限公司

　　摘要：本发明公开了一种强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，在PCBN材料中添加了如立方碳氮化硼c-BC2N、碳化硼（B4C）和纳米孪晶立方氮化硼（nt-CBN）等超硬材料的增强相，是一种高温高压烧结合成超硬复合材料的新方法，属于超硬材料领域。其步骤为将硬度极高的材料切割成增强芯柱体，在粉料中埋入增强芯柱体后放入叶腊石块在高温高压的条件下合成，得到具有增强芯的PCBN材料。本发明制备的强化PCBN复合超硬材料兼具有PCBN的韧性，和媲美天然金刚石材料的超高硬度，解决了现代机械加工行业对刀具越来越高的要求以及某些极超硬材料在应用方面的尴尬局面，拓宽了超硬材料的应用领域。

　　独立权利要求：1.一种强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：a、制备超硬材料增强芯：采用激光切割技术将增强芯超硬材料切割成增强芯柱体；b、粉料配置：对立方氮化硼cBN进行纯化处理，粘接剂在真空球磨机中进行机械球磨；按照cBN占总混合粉料质量比为60-90%的比例混匀cBN和粘接剂，混合粉料装入石墨基体中，放入一个或多个增强芯柱体，真空还原；c、合成：将石墨组装体放入叶腊石块中组装好，将组装完成的叶腊石块放入压机中，在高压70-100MPa，加热电流40-55A的合成条件下合成含有增强相的PCBN复合超硬材料；d、后处理：将获得的含有增强相的PCBN复合超硬材料进行后处理。

　　2.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，所述增强芯超硬材料为立方碳氮化硼c-BC2N、碳化硼B4C或纳米孪晶立方氮化硼nt-CBN中的一种或几种。

　　3.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于， cBN纯化处理步骤为先进行碱处理后进行酸处理；碱处理为将固体NaOH或KOH按照重量比为1：1比例和cBN混匀放入马弗炉在350℃下保温1个小时自然冷却后用热水反复冲洗至中性；酸处理为将碱处理过后的cBN倒入大容积烧杯中加入高于cBN 2-3cm的硝酸煮沸20分钟，倒掉硝酸后加入盐酸煮沸20分钟，用蒸馏水洗至中性。

　　4.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，装入增强芯柱体步骤使得增强芯柱体有70%以上的表面积处于混匀粉体包裹下。

　　5.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，粘接剂的真空球磨时间要大于24h。

　　6.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，真空还原的时间要大于24h。

　　7.如权利要求1所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，后处理为酸洗或球磨后酸洗。

　　8.如权利要求1-7之任一所述的强化聚晶立方氮化硼复合超硬材料的制备方法，其特征在于，所述增强芯柱体的截面为圆形、方形或三角形。