鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，所述刀具材料由以下重量份的材料制成：立方氮化硼微粉85?99份，金屬粉1?15份，所述立方氮化硼微粉由1?2μm、0.5?1μm和0?0.5μm三種粒徑的微粉中的至少兩種組成。本發(fā)明采用0?0.5μm為主的納米級(jí)CBN微粉作為主要原料、輔以最大粒徑不大于2μm的細(xì)顆粒立方氮化硼微粉和金屬粉，并通過(guò)超高壓高溫制備的聚晶立方氮化硼刀具材料因其立方氮化硼含量高、粒度細(xì)等特點(diǎn)，具有導(dǎo)熱系數(shù)高、抗沖擊性好、耐磨性高、零件加工表面光潔度好等優(yōu)點(diǎn)，大部分切削熱通過(guò)刀具傳遞給切屑并由切屑帶走，非常適合鑄鐵類零件的精密加工。
【專利說(shuō)明】
鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及 一種超細(xì)粒度聚晶立方氮化硼刀具材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 立方氮化硼是一種硬度僅次于金剛石的超硬材料，其晶型與金剛石結(jié)構(gòu)類似，屬 于穩(wěn)定的立方體結(jié)構(gòu)，化學(xué)穩(wěn)定性好，抗氧化能力強(qiáng)，具有良好的紅硬性，在高溫下能夠保 持很高的力學(xué)性能和硬度，即使在1300攝氏度的高溫下也不與鐵族元素反應(yīng)，非常適合加 工黑色金屬材料。聚晶立方氮化硼是采用立方氮化硼單晶微粉與粘結(jié)劑混合后經(jīng)高溫高壓 燒結(jié)而成的復(fù)合材料，具有導(dǎo)熱性好、硬度高、耐磨、熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性高、摩擦系數(shù)低等 優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代加工過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003] 在汽車行業(yè)中，灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵類零件占據(jù)主要地位，如發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī) 體、氣缸蓋、缸套、曲軸、凸輪軸等零件、汽車底盤中的變速箱箱體、剎車盤等零件均是采用 上述材料制造的。隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，高速高效切削、綠色切削等先進(jìn)切削加工理念 不斷深入，特別是隨著數(shù)控加工技術(shù)的迅猛發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用以及對(duì)零件加工精 度和表面光潔度要求的提高，高效率、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命的超硬刀具日益受到重視和關(guān)注。 立方氮化硼刀具(PCBN刀具）以其高硬度、高耐磨性、良好的導(dǎo)熱性和低摩擦系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，已 成為現(xiàn)代切削加工中不可缺少的工具，尤其是在汽車工業(yè)領(lǐng)域數(shù)控自動(dòng)加工行業(yè)中的應(yīng) 用。
[0004] PCBN刀具的性能與CBN微粉的粒度有關(guān)，目前，PCBN刀具所用的CBN微粉的粒度向 粗、細(xì)兩極化發(fā)展。在同樣含量CBN條件下，CBN微粉粒度越粗，聚晶立方氮化硼刀具抗機(jī)械 磨損的能力越強(qiáng)，但工件表面光潔度不好，適合工件的粗加工;CBN微粉粒度越細(xì)，聚晶立方 氮化硼刀具的耐磨性越好，抗壓強(qiáng)度越高，工件表面光潔度越好，適合工件的精加工，但粒 度越細(xì)，混料與燒結(jié)越困難。
[0005] 隨著越來(lái)越多的廠家要求"以車代磨、以銑代磨"，以及汽車性能對(duì)零部件加工精 度要求的提高，迫切需要研制適合精密加工的超硬刀具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述技術(shù)背景中所述的市場(chǎng)需求而提供一種 鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及制備方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，所述 刀具材料由以下重量份的材料制成:立方氮化硼微粉85-99份，金屬粉1-15份，所述立方氮 化硼微粉由1-2μηι、0.5-1μηι和0-0.5μηι三種粒徑的微粉中的至少兩種組成。
[0008] 所述金屬粉為Α1粉、Co粉、Ti粉、Cu粉、Ζη粉中的至少兩種，所述金屬粉的粒度不大 于 5μηι〇
[0009] 所述的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉進(jìn)行物理真空處理，去除原料中的水、氧和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理后的立方氮化硼微粉和金屬粉進(jìn)行高能球磨，混合均勻，得到聚 晶立方氮化硼刀具材料的原料； (3) 將步驟(2)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成塊體，塊體放入石墨模具 內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合成體，之后放入300°C的真空爐中干燥 4h； (4) 將步驟(3)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150 °C的烘箱中干燥，干燥時(shí)間2h，再通過(guò)超高壓高溫?zé)Y(jié)，制成聚 晶立方氮化硼刀具材料。
[0010] 所述步驟(2)中高能球磨的技術(shù)參數(shù)為:球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5 分鐘，球磨時(shí)間8-15h。
[0011] 所述步驟(4)中超高壓高溫?zé)Y(jié)的具體條件為利用六面頂壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行合成，合 成壓力5.5-6.5GPa，合成溫度1450-1650 °C，合成時(shí)間6-20min。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用0-0.5μπι為主的納米級(jí)CBN微粉作為主要原料、 輔以最大粒徑不大于2μπι的細(xì)顆粒立方氮化硼微粉和金屬粉，并通過(guò)超高壓高溫制備的聚 晶立方氮化硼刀具材料因其立方氮化硼含量高、粒度細(xì)等特點(diǎn)，具有導(dǎo)熱系數(shù)高、抗沖擊性 好、耐磨性高、零件加工表面光潔度好等優(yōu)點(diǎn)，大部分切削熱通過(guò)刀具傳遞給切肩并由切肩 帶走，非常適合鑄鐵類零件的精密加工。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為內(nèi)合成體示意圖。
[0014] 圖2為合成塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將用具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明中涉及的用于鑄鐵件精加工用聚晶立方氮 化硼刀具材料及制備方法，但本發(fā)明的范圍并不限于這些實(shí)施例。
[0016] 實(shí)施例1 一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及其制備方法，包括以下步驟： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉放入真空爐中進(jìn)行物理真空處理，去除其中的水分、氧 和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理過(guò)的立方氮化硼微粉根據(jù)需要分別取不同粒度的微粉按重量份 混合制成立方氮化硼混合料，將步驟（1)中處理過(guò)的金屬粉根據(jù)需要取不同的種類按重量 份混合制成金屬粉混合料，然后將立方氮化硼混合料與金屬粉混合料按重量份混合制成聚 晶立方氮化硼刀具材料的原料，立方氮化硼和金屬粉具體組分及配比參見(jiàn)表1。
[0017] 表1 PCBN刀具材料的組分配比
(3) 將步驟(2)中處理后的立方氮化硼微粉和金屬粉放入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行高能球 磨，混合均勾，得到聚晶立方氮化硼刀具材料的原料，球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周 期5分鐘，球磨時(shí)間8h; (4) 利用四柱壓機(jī)將步驟(3)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成不同形狀 的塊體，塊體放入相應(yīng)形狀的石墨模具內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合 成體（內(nèi)合成體如圖1所示，其中1和3是石墨片，2為石墨模具，4為刀具原料），之后放入300 °(：的真空爐中干燥4h; (5) 將步驟(4)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150 °C的烘箱中干燥2h(合成塊如圖2所示，其中5和8為導(dǎo)電鋼圈，6 和9為導(dǎo)電鋼圈填充物，7和10為鈦片，11為葉臘石塊，12和13為內(nèi)合成體），再通過(guò)超高壓高 溫?zé)Y(jié)，超高壓高溫?zé)Y(jié)的工藝參數(shù)是:合成壓力5.5GPa，合成溫度1650°C，合成時(shí)間6min， 制成聚晶立方氮化硼刀具材料。
[0018] 實(shí)施例1制備的聚晶立方氮化硼刀具材料，由于Co和A1的熔點(diǎn)低于合成溫度，在超 高壓高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中熔化并擴(kuò)散到顆粒間隙中形成致密的燒結(jié)體，改善了刀具材料的韌 性，減少對(duì)沖擊的敏感性能，而且立方氮化硼微粉的最大粒徑為2ym、Ti粉的粒徑為Ιμπι，經(jīng) 高能球磨后粒度更細(xì)。因此，這種高含量立方氮化硼微粉的聚晶立方氮化硼刀具材料具有 硬度高、耐磨性和抗沖擊韌性好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，在選擇合理的切削參數(shù)條件下、適合表面 粗糙度要求為Ra 0.8-1.6μπι、切削深度不大于0.2mm的鑄鐵類零件的中度斷續(xù)車削精加工 或切削深度不大于0.1mm、鑄鐵類零件的重度斷續(xù)車削精加工。
[0019] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及制備方法如下： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉放入真空爐中進(jìn)行物理真空處理，去除其中的水、氧和 其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理過(guò)的立方氮化硼微粉根據(jù)需要分別取不同粒度的微粉按重量份 混合制成立方氮化硼混合料，將步驟（1)中處理過(guò)的金屬粉根據(jù)需要取不同的種類按重量 份混合制成金屬粉混合料，然后將立方氮化硼混合料與金屬粉混合料按重量份混合制成聚 晶立方氮化硼刀具材料的原料，立方氮化硼和金屬粉具體組分及配比參見(jiàn)表2; 表2 PCBN刀具材料的組分配比
(3) 將步驟(2)中制成的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料放入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行高 能球磨，球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間12h，混合均勾； (4) 利用四柱壓機(jī)將步驟(3)混合均勻的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料根據(jù)需要壓 制成不同形狀的塊體毛坯，然后放入相應(yīng)形狀的石墨模具內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié) 石墨片封裝成內(nèi)合成體，然后放入300 °C的真空爐中干燥4h; (5) 將步驟(4)封裝干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，每個(gè)葉臘石塊中裝入兩個(gè)內(nèi)合 成體，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼圈，裝配成合成塊，然后放入150°C的烘箱中烘烤2h備 用； (6) 將步驟(5)烘烤后的合成塊利用六面頂壓機(jī)進(jìn)行超高壓高溫?zé)Y(jié)，制成聚晶立方氮 化硼刀具材料;合成工藝參數(shù)為:合成壓力6GPa，合成溫度1650°C，合成時(shí)間8min。
[0020] 實(shí)施例2制備的聚晶立方氮化硼刀具材料，增加了立方氮化硼微粉的含量、降低了 其平均粒徑，為了改善其燒結(jié)性能、提高刀具材料的韌性和強(qiáng)度，采用了細(xì)粒度的Co粉和A1 粉作為結(jié)合劑，另外，沒(méi)有采用導(dǎo)熱系數(shù)偏低的Ti粉，因此，這種聚晶立方氮化硼刀具材料 的耐磨性更高，高溫特性好，導(dǎo)熱系數(shù)大，在選擇合理的切削參數(shù)條件下，適合表面粗糙度 要求Ra 0.4-0.8μπι左右、切削深度不大于0.05mm的鑄鐵類零件的中度斷續(xù)車削精加工或切 削深度不大于0.1mm的輕微斷續(xù)車削精加工。
[0021] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及制備方法如下： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉放入真空爐中進(jìn)行物理真空處理，去除其中的水分、氧 和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理過(guò)的立方氮化硼微粉根據(jù)需要分別取不同粒度的立方氮化硼微 粉按重量份混合制成立方氮化硼混合料，將步驟（1)中處理過(guò)的金屬粉根據(jù)需要取不同的 種類按重量份混合制成金屬粉混合料，然后將立方氮化硼混合料與金屬粉混合料按重量份 混合制成聚晶立方氮化硼刀具材料的原料;立方氮化硼及金屬粉具體組分及配比參見(jiàn)表3; 表3 PCBN刀具材料的組分配比
(3) 將步驟(2)中制成的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料放入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行高 能球磨，球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間15h，混合均勾； (4) 利用四柱壓機(jī)將步驟(3)混合均勻的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料根據(jù)需要壓 制成不同形狀的塊體毛坯，然后放入相應(yīng)形狀的石墨模具內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié) 石墨片封裝成內(nèi)合成體，然后放入300 °C的真空爐中干燥4h; (5) 將步驟(4)封裝干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，每個(gè)葉臘石塊中裝入兩個(gè)內(nèi)合 成體，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼圈，裝配成合成塊，然后放入150°C的烘箱中烘烤2h備 用； (6) 將步驟(5)烘烤后的合成塊利用六面頂壓機(jī)進(jìn)行超高壓高溫?zé)Y(jié)，制成聚晶立方氮 化硼刀具材料;合成工藝參數(shù)為:合成壓力6.5GPa，合成溫度1550°C，合成時(shí)間12min。
[0022] 本實(shí)施例制備的聚晶立方氮化硼刀具材料，立方氮化硼含量高，且粒度在Ιμπι以 下，存在燒結(jié)困難的情況，因此，通過(guò)結(jié)合劑的篩選實(shí)驗(yàn)，選擇Cu、Zn、Ti金屬粉作為結(jié)合劑， 利用銅鋅提高刀具的強(qiáng)度和沖擊韌性;利用鈦鋅細(xì)化晶粒、提高刀具材料的抗蠕變性能和 再結(jié)晶溫度，防止高溫時(shí)晶粒粗大。
[0023] 采用此方法制備的聚晶立方氮化硼刀具材料適用于鑄鐵類零件的輕微斷續(xù)精密 加工，采用適當(dāng)?shù)募庸?shù)、加工表面粗糙度可達(dá)到Ra 0.4μπι左右。
[0024] 實(shí)施例4 本實(shí)施例的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料及制備方法如下： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉放入真空爐中進(jìn)行物理真空處理，去除其中的水分、氧 和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理過(guò)的立方氮化硼微粉根據(jù)需要分別取不同粒度的立方氮化硼微 粉按重量份混合制成立方氮化硼混合料，將步驟（1)中處理過(guò)的金屬粉根據(jù)需要取不同的 種類按重量份混合制成金屬粉混合料，然后將立方氮化硼混合料與金屬粉混合料按重量份 混合制成聚晶立方氮化硼刀具材料的原料;立方氮化硼及金屬粉具體組分及配比參見(jiàn)表4; 表4 PCBN刀具材料的組分配比
(3) 將步驟(2)中制成的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料放入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行高 能球磨，球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間15h，混合均勾； (4) 利用四柱壓機(jī)將步驟(3)混合均勻的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料根據(jù)需要壓 制成不同形狀的塊體毛坯，然后放入石墨模具內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝 成內(nèi)合成體，然后放入300 °C的真空爐中干燥4h; (5) 將步驟(4)封裝干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，每個(gè)葉臘石塊中裝入兩個(gè)內(nèi)合 成體，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼圈，裝配成合成塊，然后放入150°C的烘箱中烘烤2h備 用； (6) 將步驟(5)烘烤后的合成塊利用六面頂壓機(jī)進(jìn)行超高壓高溫?zé)Y(jié)，制成聚晶立方氮 化硼刀具材料。合成工藝參數(shù)為:合成壓力6.5GPa，合成溫度1450°C，合成時(shí)間20min。
[0025] 本實(shí)施例制備的聚晶立方氮化硼刀具材料，立方氮化硼粉體含量高達(dá)99%，且粒度 在lym以下的納米級(jí)，存在燒結(jié)困難的情況，因此，提高合成壓力和合成時(shí)間，并經(jīng)過(guò)大量結(jié) 合劑的篩選實(shí)驗(yàn)后選擇Cu和Zn金屬粉作為結(jié)合劑，利用銅鋅合金實(shí)現(xiàn)聚晶立方氮化硼刀具 材料的增韌目標(biāo)。
[0026] 采用此方法制備的聚晶立方氮化硼刀具材料適用于鑄鐵類零件的連續(xù)精密加工， 采用適當(dāng)?shù)募庸?shù)、加工表面粗糙度可達(dá)到Ra 0.4μπι以下。
[0027] 實(shí)施例5 一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，它是由以下重量份的組分制成:粒徑 為1-2μπι立方氮化硼微粉9份，粒徑為0.5-1μπι立方氮化硼微粉27份，粒徑為0-0.5μπι立方氮 化硼微粉54份，Α1粉5份，Cu粉5份。
[0028] 根據(jù)上述原料，按照以下方法制備鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料： (1) 將粒徑為1-2μηι、0.5-ΙμπκΟ-0.5μηι的立方氮化硼微粉、A1粉、Cu粉進(jìn)行物理真空處 理，去除原料中的水、氧和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟(1)中處理后的立方氮化硼微粉和A1粉、Cu粉進(jìn)行高能球磨，混合均勻，球磨 機(jī)速度480 r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間8h，混合均勻，得到聚晶立方氮化硼刀 具材料的原料； (3) 將步驟(2)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成塊體，塊體放入石墨模具 內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合成體，之后放入300°C的真空爐中干燥 4h； (4) 將步驟(3)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150°C的烘箱中干燥2h，再通過(guò)壓力5.5GPa、溫度為1650°C的六面 頂壓機(jī)合成6min制成聚晶立方氮化硼刀具材料。
[0029] 實(shí)施例6 一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，它是由以下重量份的組分制成:粒徑 為0.5-1μπι立方氮化硼微粉34份，粒徑為0-0.5μπι立方氮化硼微粉51份，Zn粉5份，Ti粉5份， Cu粉5份。
[0030] 根據(jù)上述原料，按照以下方法制備鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料： (1) 將粒徑為0-0.5μηι、0.5-1μηι的立方氮化硼微粉、Zn粉、Ti粉、Cu粉進(jìn)行物理真空處 理，去除原料中的水、氧和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理后的立方氮化硼微粉和Zn粉、Ti粉、Cu粉進(jìn)行高能球磨，混合均 勻，球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間12h，混合均勻，得到聚晶立方 氮化硼刀具材料的原料； (3) 將步驟(2)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成塊體，塊體放入石墨模具 內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合成體，之后放入300°C的真空爐中干燥 4h； (4) 將步驟(3)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150 °C的烘箱中干燥2h，再通過(guò)壓力6GPa、溫度為1550 °C的六面頂 壓機(jī)合成15min制成聚晶立方氮化硼刀具材料。
[0031] 實(shí)施例7 一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，它是由以下重量份的組分制成:粒徑 為0.5-1μπι立方氮化硼微粉9份，粒徑為0-0.5μπι立方氮化硼微粉90份，Cu粉0.5份，Zn粉0.5 份。
[0032] 根據(jù)上述原料，按照以下方法制備鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料： (1) 將粒徑為0-0.5μηι、0.5-1μηι的立方氮化硼微粉、Cu粉、Zn粉進(jìn)行物理真空處理，去除 原料中的水、氧和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟(1)中處理后的立方氮化硼微粉和Cu粉、Zn粉進(jìn)行高能球磨，混合均勻，球磨 機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5分鐘，球磨時(shí)間15h，混合均勻，得到聚晶立方氮化硼刀 具材料的原料； (3) 將步驟(2)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成塊體，塊體放入石墨模具 內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合成體，之后放入300°C的真空爐中干燥 4h； (4) 將步驟(3)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150°C的烘箱中干燥2h，再通過(guò)壓力6.5GPa、溫度為1650°C的六面 頂壓機(jī)合成20min制成聚晶立方氮化硼刀具材料。
[0033]以上實(shí)施例的說(shuō)明，只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，這 些適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)也應(yīng)在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，其特征在于:所述刀具材料由以下 重量份的材料制成:立方氮化硼微粉85-99份，金屬粉1-15份，所述立方氮化硼微粉由1-2μ m、0.5-1μηι和〇-〇. 5μηι三種粒徑的微粉中的至少兩種組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料，其特征在于:所述 金屬粉為Al粉、Co粉、Ti粉、Cu粉、Zn粉中的至少兩種，所述金屬粉的粒度不大于5μπι。3. 如權(quán)利要求1所述的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料的制備方法，其特征 在于，包括以下步驟： (1) 將立方氮化硼微粉、金屬粉進(jìn)行物理真空處理，去除原料中的水、氧和其它雜質(zhì)； (2) 將步驟（1)中處理后的立方氮化硼微粉和金屬粉進(jìn)行高能球磨，混合均勻，得到聚 晶立方氮化硼刀具材料的原料； (3) 將步驟(2)得到的聚晶立方氮化硼刀具材料的原料壓制成塊體，塊體放入石墨模具 內(nèi)，石墨模具兩端用黏結(jié)劑粘結(jié)石墨片封裝成內(nèi)合成體，之后放入300°C的真空爐中干燥 4h； (4) 將步驟（3)中干燥后的內(nèi)合成體裝入葉臘石塊中，再依次裝入金屬鈦片和導(dǎo)電鋼 圈，裝配成合成塊后放入150 °C的烘箱中干燥，干燥時(shí)間2h，再通過(guò)超高壓高溫?zé)Y(jié)，制成聚 晶立方氮化硼刀具材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料的制備方法，其特 征在于:所述步驟(2)中高能球磨的技術(shù)參數(shù)為:球磨機(jī)速度480r/min，正/反轉(zhuǎn)時(shí)間周期5 分鐘，球磨時(shí)間8-15h。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄鐵件精加工用聚晶立方氮化硼刀具材料的制備方法，其特 征在于:所述步驟(4)中超高壓高溫?zé)Y(jié)的具體條件為利用六面頂壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行合成，合成 壓力 5.5-6.56?&，合成溫度1450-1650°(：，合成時(shí)間6-201^11。
【文檔編號(hào)】C22C1/05GK105908046SQ201610477105
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】聶建軍, 李輝, 陳厚民, 鄢鴻楨, 姜春英, 吳笑偉
【申請(qǐng)人】中原工學(xué)院