等边三角形，铜焊在碳化钨基体形成TNG 160308 -次性刀 头上。进行切削试验：切削硬度为HRC63的模具钢，圆周速度为128米/分钟，切削深度为 0. 5mm，进给量为0. 11毫米/转，22分钟后刀头侧面磨损为0. 3mm。用碳化钨刀头，相同实 验条件重复切削实验，切削8秒后刀头边缘断裂，因此不可能再继续切削。
[0034] 实施例2
[0035] 选择占总质量40%且晶粒尺寸分布在2~4微米的粗立方氮化硼（cBN)作为切削 部分，另外60%的粘结剂部分主要由32% TiC、10% TiN和5%晶粒尺寸在2微米或更小的 细立方氮化硼（cBN)、6%的金属铝、2%的钛、5%的碳化钨粉末球磨90分钟混合得到。TiC 和TiN的平均晶粒尺寸为5微米，铝的晶粒尺寸为10微米，甲苯作为混合润滑剂。将混合后 的粘结剂部分与切削部分cBN放入到球磨机的锅中混合30分钟。混合完成后，将混合微粉 取出放入到玻璃烧杯中，静置5小时使微粉沉淀到烧杯底部。在保证全部沉淀后，倾倒掉甲 苯。混合微粉通过在干燥箱中加热5小时去除剩余的甲苯。在去除甲苯后，混合微粉装入 金属容器中，放入到真空炉中800°C加热4小时，去除吸收的氧气。当炉内温度低于100°C， 3小时后，炉中充满氮气，混合微粉转移到充满氮气的手套箱中。在手套箱中，通过碳化钨锅 和件，结块的微粉变为细粉。装入①14*4mm、厚0. 5mm的错杯中。用60kg/c m2的小型液压 机压。错杯内微粉厚为1. 5mm。放入烧结后的①13*2. 5mm的WC片在微粉上。然后装满混 合微粉和碳化钨片的耐温容器放入到高压设备中，5. lGPa、1480°C条件下合成15分钟。
[0036] 通过以上过程，混合微粉烧结为为〇 11. 7*1. 1mm的致密圆柱体。烧结体表面由金 刚石砂轮和金刚石研磨膏抛光。通过光学显微镜观察，cBN晶粒由粘结剂粘结，且粘结剂中 细cBN是分散的。通过X射线衍射，可观察到cBN、A1N、TiB2、TiAl等。在烧结过程中它们 进行化合，粗cBN晶粒和包含细cBN晶粒的基质通过这些化合反应粘结。
[0037] 将柱状烧结体切割成等边三角形，铜焊在碳化钨基体形成TNG 160308 -次性刀 头上。进行切削试验：切削硬度为HRC63的模具钢，圆周速度为128米/分钟，切削深度为 〇? 5mm，进给量为0? 11毫米/转，20分钟后刀头侧面磨损为0? 3mm。用碳化钨刀头，相同实 验条件重复切削实验，切削8秒后刀头边缘断裂，因此不可能再继续切削。
[0038] 实验 3-10
[0039] 实验3-10切削试验的条件与实施例中的试验1相同，实验结果如表1所示。表中， 持续时间指的是通过切削硬度为HRC 60-63的磨具钢，切削深度为0. 5_、进给量为0. 11毫 米/转、圆周速度为98-118米/分后刀头侧面磨损达到0. 3mm的时间。
[0040] 表1 :实验3-10烧结条件和切削结果（重量百分比）
[0041] 备注：表中的数据为质量百分比（除最后一列），未特别标注的晶粒尺寸如前文中 所述，cBN该列的括号内数据为其晶粒尺寸。
[0042]
[0043] 通过改变粘结cBN的金属和陶瓷组成部分，重复合成和切削实验。烧结和切削条 件与表一中相同。
[0044] 表2 :实验11-19烧结条件及切削试验结果（重量百分比）压力：3-5. 5GPa温度： 1210-1450。。
[0045]
[0047] 对比实验一
[0048] 重复实施例1，但是细cBN部分由晶粒尺寸10~15微米的cBN代替。这意味着主 要切削部分cBN增加到57%，7%的细cBN部分被去除。重复实验一的切削实验，刀头在切 削14分钟后侧面磨损为0. 3_。这个结果意味着细cBN可有效延长切削时间。
[0049] 对比实验一的实验原料：57% 10~15微米的粗cBN
[0050] 20% TiC
[0051] 15% TiN
[0052] 8% A1
[0053] 以上百分比为重量百分比。
[0054] 对比实验一与实验一的区别在于将细cBN替换为粗cBN，切削实验的合成条件、切 削条件也与前文所提到的相同，切削时间为14分钟，比实验一要短，从而证明了添加细的 cBN有助于延长切削时间。
【主权项】
1. 一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征在于，由粗立方氮化硼晶 粒部分和粘结剂部分组成。2. 根据权利要求1所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征 在于，所述粘结剂部分包括了细立方氮化硼晶粒部分、陶瓷和金属。3. 根据权利要求2所述的一种具有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征 在于，所述陶瓷是金属碳化物、氮化物、氧化物、硼化物、硅化物中的一种或多种的混合。4. 根据权利要求2所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征 在于，所述金属是镁、钛、锆、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜、铝中的一种或多种的混 合。5. 根据权利要求1所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征 在于，所述粗立方氮化硼晶粒部分的晶粒尺寸为1~30微米。6. 根据权利要求1所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，其特征 在于，所述粘结剂部分中的细立方氮化硼晶粒部分的晶粒尺寸为1~1〇微米。7. -种制备权利要求1所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料的方 法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 按照比例称取粗立方氮化硼、细立方氮化硼、陶瓷、金属原始微粉； (2) 混合步骤（1)中的原始微粉，球磨30分钟，使得几种微粉混合更均匀，得到混合微 粉，添加甲苯溶液作为润滑剂； (3) 加热干燥，除去甲苯； (4) 将（2)中得到的混合微粉放在圆柱形的金属容器中真空800°C加热4小时净化，除 去吸收的氧气； (5) 将净化后的混合微粉转移到充满氮气的手套箱中，将其中结块的微粉粉碎成细 粉； (6) 将（5)中得到的混合微粉装入耐高温耐高压容器中； (7) 将（6)中的装满混合微粉的耐高温耐高压容器放入高温高压设备中，升压至3GPa 以上，升温至1200°C以上； (8) 保持步骤（7)的压力和温度10~30分钟； (9) 降低压力、停止加热，使设备温度达到0~25°C，压力达到标准大气压； (10) 从高温高压设备中取出耐高温耐高压容器，去除烧结体表面包裹的容器，得到含 有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料。8. 根据权利要求7所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料的制备方 法，其特征在于，粗立方氮化硼晶粒部分的质量占原始微粉的质量比例为40~80%。9. 根据权利要求7所述的一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料的制备方 法，其特征在于，粘结剂部分的质量占原始微粉的质量比例为20~60%。
【专利摘要】本发明公开了一种含有立方氮化硼、陶瓷和金属的切削刀具材料，包括粗立方氮化硼晶粒部分和粘结剂部分，粘结剂部分包括了细立方氮化硼晶粒部分、陶瓷和金属。还公布了粗立方氮化硼晶粒部分的晶粒尺寸和粘结剂部分中细立方氮化硼晶粒的晶粒尺寸。本发明还公开了该切削刀具材料的制备方法。所得切削刀具材料具有高耐磨性和高耐冲击性，且不需要高于6Gpa的高压就可以进行合成。
【IPC分类】C22C29/16, C22C1/05
【公开号】CN105063455
【申请号】CN201510524287
【发明人】许洪新, 刘旭辉, 荒木正任, 戴文久, 刘俊生, 肖攀, 龙芸芸, 邹广田
【申请人】珠海市钜鑫科技开发有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月24日