温度逐渐降低。容器从高压设备中取出，表面覆盖的锆经研磨去除。纤锌矿型氮化硼和金刚石与钨钴合金部分紧密结合。形状为Φ11*9_的圆柱。圆柱的表面和侧面都是通过金刚石砂轮抛光。
[0021]纤锌矿型氮化硼和金刚石端的表面通过X射线衍射检查。发现纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石峰存在，且立方氮化硼峰的高度是纤锌矿型氮化硼的70%。这意味着纤锌矿型氮化硼转化为立方氮化硼，立方氮化硼的含量为纤锌矿型氮化硼的70%，且这个变化使纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石晶粒结合在一起形成烧结体。用放大500倍的显微镜观察纤锌矿型氮化硼-立方氮化硼-金刚石表面，没有观察到气孔。
[0022]纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石的混合烧结体表面硬度:当加载为9.SN时，显微维氏硬度为73GPa。
[0023]实施例4
将1.2g晶粒尺寸在I微米的纤锌矿型氮化硼和0.Sg晶粒尺寸在2微米的金刚石微粒由甲苯轻微润湿，通过搅拌混合，填充到Φ12*10ι?πι，厚0.5mm的错杯中。以20kg/c m2压力按压，纤锌矿型氮化硼微粉厚度为7_，之后放入Φ11*3_的钨钴合金圆片。将容器放入高压设备中，在6.5GPa、1650°C条件下合成20分钟。合成结束后，压力降为大气压，通过停止加热温度逐渐降低。容器从高压设备中取出，表面覆盖的锆经研磨去除。纤锌矿型氮化硼和金刚石与钨钴合金部分紧密结合。形状为Φ11*9_的圆柱。圆柱的表面和侧面都是通过金刚石砂轮抛光。
[0024]纤锌矿型氮化硼和金刚石端的表面通过X射线衍射检查。发现纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石峰存在，且纤锌矿型氮化硼和立方氮化硼峰的高度相等。这意味着纤锌矿型氮化硼转化为立方氮化硼，纤锌矿型氮化硼与立方氮化硼的含量相等，且这个变化使纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石晶粒结合在一起形成烧结体。用放大500倍的显微镜观察纤锌矿型氮化硼-立方氮化硼-金刚石表面，没有观察到气孔。
[0025]纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石的混合烧结体表面硬度:当加载为9.SN时，显微维氏硬度为46GPa。
[0026]实施例5
将1.2g晶粒尺寸在I微米的纤锌矿型氮化硼和0.Sg晶粒尺寸在2微米的金刚石微粒由甲苯轻微润湿，通过搅拌混合，填充到Φ12*10ι?πι，厚0.5mm的错杯中。以20kg/c m2压力按压，纤锌矿型氮化硼微粉厚度为7_，之后放入Φ11*3_的钨钴合金圆片。将容器放入高压设备中，在6.9GPa、1780°C条件下合成18分钟。合成结束后，压力降为大气压，通过停止加热温度逐渐降低。容器从高压设备中取出，表面覆盖的锆经研磨去除。纤锌矿型氮化硼和金刚石与钨钴合金部分紧密结合。形状为Φ11*9_的圆柱。圆柱的表面和侧面都是通过金刚石砂轮抛光。
[0027]纤锌矿型氮化硼和金刚石端的表面通过X射线衍射检查。发现纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石峰存在，且纤锌矿型氮化硼和立方氮化硼峰的高度相等。这意味着纤锌矿型氮化硼转化为立方氮化硼，纤锌矿型氮化硼与立方氮化硼的含量相等，且这个变化使纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石晶粒结合在一起形成烧结体。用放大500倍的显微镜观察纤锌矿型氮化硼-立方氮化硼-金刚石表面，没有观察到气孔。
[0028]纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石的混合烧结体表面硬度:当加载为9.SN时，显微维氏硬度为44GPa。
[0029]实施例6
将1.2g晶粒尺寸在I微米的纤锌矿型氮化硼和0.Sg晶粒尺寸在2微米的金刚石微粒由甲苯轻微润湿，通过搅拌混合，填充到Φ12*10ι?πι，厚0.5mm的错杯中。以20kg/c m2压力按压，纤锌矿型氮化硼微粉厚度为7_，之后放入Φ11*3_的钨钴合金圆片。将容器放入高压设备中，在6.2GPa、1580°C条件下合成25分钟。合成结束后，压力降为大气压，通过停止加热温度逐渐降低。容器从高压设备中取出，表面覆盖的锆经研磨去除。纤锌矿型氮化硼和金刚石与钨钴合金部分紧密结合。形状为Φ11*9_的圆柱。圆柱的表面和侧面都是通过金刚石砂轮抛光。
[0030]纤锌矿型氮化硼和金刚石端的表面通过X射线衍射检查。发现纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石峰存在，且纤锌矿型氮化硼和立方氮化硼峰的高度相等。这意味着纤锌矿型氮化硼转化为立方氮化硼，纤锌矿型氮化硼与立方氮化硼的含量相等，且这个变化使纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石晶粒结合在一起形成烧结体。用放大500倍的显微镜观察纤锌矿型氮化硼-立方氮化硼-金刚石表面，没有观察到气孔。
[0031]纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石的混合烧结体表面硬度:当加载为9.SN时，显微维氏硬度为46GPa。
【主权项】
1.一种具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料，其特征在于，包括聚晶层和硬质合金层，聚晶层通过高温高压烧结在硬质合金层上，硬质合金层的主要成分为碳化钨和钴，其中钴的含量占硬质合金总重量的3~30%。2.根据权利要求1所述的一种具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料，其特征在于，所述聚晶层包括了立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石。3.根据权利要求1所述的一种具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料，其特征在于，所述聚晶层的立方氮化硼由纤锌矿型氮化硼转化而成。4.根据权利要求1所述的一种具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料，其特征在于，所述聚晶层的立方氮化硼由纤锌矿型氮化硼在压力多6GPa、温度彡1400°C的条件下烧结转化而成。5.一种制备权利要求1所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的方法，其特征在于，包括以下步骤: Cl)按照比例称取纤锌矿型氮化硼和金刚石原始微粉； (2)混合步骤(I)中的原始微粉，球磨30分钟，使得原始微粉混合更均匀，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)将混合微粉装到耐高温高压容器中； (5 )再将圆片状或粉状碳化钨放在步骤(4 )容器中，此圆片状或粉状碳化钨压在混合微粉上面，烧结后成为硬质合金层； (6)将步骤(5)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6GPa以上，升温至1400°C以上； (7)保持步骤(6)的压力和温度10~30min； (8)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； (9)从高压设备中取出容器，去除烧结体表面包裹的容器，得到具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料。6.根据权利要求5所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的制备方法，其特征在于，高温高压处理前原始微粉中金刚石:(立方氮化硼+纤锌矿型氮化硼)的质量比为1:5~5:1。7.根据权利要求5所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的制备方法，其特征在于，所述纤锌矿型氮化硼微粉的晶粒尺寸< 10 μm。8.根据权利要求5所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉的晶粒尺寸< 20 μm。9.根据权利要求5所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的制备方法，其特征在于，烧结体由立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石组成。10.根据权利要求5所述的具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料的制备方法，其特征在于，所述烧结体中的立方氮化硼:纤锌矿型氮化硼通过X射线衍射峰高度比为 10:1~1:10。
【专利摘要】本发明公开了一种具有立方氮化硼、纤锌矿型氮化硼和金刚石的超硬材料，包括聚晶层和硬质合金层，聚晶层烧结在硬质合金层上，聚晶层由纤锌矿型氮化硼、立方氮化硼和金刚石组成。本发明还公开了该超硬材料的制备方法，将纤锌矿型氮化硼在高压、高温条件下转化成立方氮化硼，最终形成烧结体。所得超硬材料的硬度高于金刚石，可以制成各种切削工具、拉丝工具和研磨工具。
【IPC分类】B01J3/06, B22F7/02
【公开号】CN105127430
【申请号】CN201510521165
【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12月9日
【申请日】2015年8月24日