氩气，在30Mpa、900°C条件下进行放电等离子体烧结20min，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗；
(3)待模具温度降至100°C以下时，将坯体从烧结腔里取出即可得低融结合剂cBN复合材料。
[0023]上述低融结合剂cBN复合材料的致密度98.2%，硬度为46.2GPa。
[0024]实施例3
一种低融结合剂cBN复合材料的制备方法，步骤为:
(1):将石英砂、硼酸、碳酸钠和氧化铝中两种或两种以上研磨混合、在高温炉中进行烧结，待温度升至450°C保温10min后，自然冷却至室温后，进行球磨混料6h(球料比为2:1，转速为100转/分)、烘干、过筛，得到粒度为1-30μπι的低融玻璃相的结合剂粉体;将低融玻璃相的结合剂粉体和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中，其中，所得物料中cBN的体积分数为 50%;
(2)将装填过物料的模具置于德国FCTΗΡ25型放电等离子体烧结炉(SPS)烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空至5 X 10—2Pa后加入氮气或氩气，在80Mpa、800°C条件下进行放电等离子体烧结15min，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗；
(3)待模具温度降至100°C以下时，将坯体从烧结腔里取出即可得低融结合剂cBN复合材料。
[0025]上述低融结合剂cBN复合材料的致密度99.33%，硬度为46.5GPa。
[0026]实施例4
一种低融结合剂cBN复合材料的制备方法，步骤为:
(I):将石英砂、硼酸、碳酸钠和氧化铝中两种或两种以上研磨混合、在高温炉中进行烧结，待温度升至400°C保温ISOmin后，自然冷却至室温后，进行球磨混料6h(球料比为2:1，转速为100转/分)、烘干、过筛，得到粒度为1-30μπι的低融玻璃相的结合剂粉体;将低融玻璃相的结合剂粉体和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中，其中，所得物料中cBN的体积分数为 90%;
(2)将装填过物料的模具置于德国FCTHP25型放电等离子体烧结炉(SPS)烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空至8 X 10—2Pa后加入氮气或氩气，在110Mpa、500°C条件下进行放电等离子体烧结lOmin，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗；
(3)待模具温度降至100°C以下时，将坯体从烧结腔里取出即可得低融结合剂cBN复合材料。
[0027]上述低融结合剂cBN复合材料的致密度98.60%，硬度为44.7GPa。
[0028]实施例5
一种低融结合剂cBN复合材料的制备方法，步骤为:
(1):将石英砂、硼酸、碳酸钠和氧化铝中两种或两种以上研磨混合、在高温炉中进行烧结，待温度升至480°C保温60min后，自然冷却至室温后，进行球磨混料6h(球料比为2:1，转速为100转/分)、烘干、过筛，得到粒度为1-30μπι的低融玻璃相的结合剂粉体;将低融玻璃相的结合剂粉体和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中，其中，所得物料中cBN的体积分数为 70%;
(2)将装填过物料的模具置于德国FCTΗΡ25型放电等离子体烧结炉(SPS)烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空至7 X 10—2Pa后加入氮气或氩气，在50Mpa、700°C条件下进行放电等离子体烧结lOmin，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗；
(3)待模具温度降至100°C以下时，将坯体从烧结腔里取出即可得低融结合剂cBN复合材料。
[0029]上述低融结合剂cBN复合材料的致密度97.34%，硬度为42.8GPa。
[0030]实施例6
一种低融结合剂cBN复合材料的制备方法，步骤为:
(1):将石英砂、硼酸、碳酸钠和氧化铝中两种或两种以上研磨混合、在高温炉中进行烧结，待温度升至430°C保温150min后，自然冷却至室温后，进行球磨混料6h(球料比为2:1，转速为100转/分)、烘干、过筛，得到粒度为1-30μπι的低融玻璃相的结合剂粉体;将低融玻璃相的结合剂粉体和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中，其中，所得物料中cBN的体积分数为 70%;
(2)将装填过物料的模具置于德国FCTΗΡ25型放电等离子体烧结炉(SPS)烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空至4\10—￥&后加入氮气或氩气，在601^?、600°(:条件下进行放电等离子体烧结20min，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗；
(3)待模具温度降至100°C以下时，将坯体从烧结腔里取出即可得低融结合剂cBN复合材料。
[0031 ] 上述低融结合剂cBN复合材料的致密度96.30%，硬度为40.2GPa。
【主权项】
1.一种低融结合剂CBN复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将玻璃相的结合剂和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中； (2)将装填过物料的模具置于SPS烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空后加入惰性保护性气体，在30?110Mpa、500?900°C条件下进行放电等离子体烧结10~30min，然后随炉冷却并随温减压后关真空栗； (3)待模具降温后，将坯体从烧结腔里取出即可。2.根据权利要求1所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，所述结合剂采用以下方法制备:将石英砂、硼酸、碳酸钠和氧化铝中两种或两种以上研磨混合、在高温炉中进行烧结，待温度升至400?500°C保温30?ISOmin后，自然冷却至室温，球磨、烘干、过筛，得到粒度为1_30μπι的低融玻璃相的结合剂粉体。3.根据权利要求1或2所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，cBN占结合剂与cBN的混合物的体积分数为30%?90%。4.根据权利要求1所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中放电等离子体烧结的温度为650?800°C。5.根据权利要求1所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述惰性保护性气体为氮气或氩气。6.根据权利要求1所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，抽真空至2?8 X 10—2Pa。7.根据权利要求1所述的低融结合剂cBN复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将模具的温度降至100°C即可。
【专利摘要】一种低融结合剂cBN复合材料的制备方法，属于cBN复合材料领域，包括如下步骤：（1）将玻璃相的结合剂和cBN混合、球磨后所得物料装填到模具中；（2）将模具置于SPS烧结腔内，施加单轴向压力、抽真空后加入惰性保护性气体，在30~110Mpa、500~900℃条件下进行放电等离子体烧结10~30min，然后随炉冷却并随温减压后关真空泵；（3）待模具降温后，将坯体从烧结腔里取出即可。本发明提供的制备方法使成型坯体在较低的温度下，尤其是在650~800℃的低温范围内即可达到致密烧结，低温常压放电等离子体烧结能避免立方氮化硼的六方转化，放电等离子体使烧结体内部各个颗粒均匀的自发产生焦耳热，并活化颗粒表面，有效利用颗粒间的自身发热作用而进行烧结，得到的cBN复合材料具有较高质量。
【IPC分类】C04B35/64, C04B35/63, C04B35/5831
【公开号】CN105622106
【申请号】CN201510984782
【发明人】雷君
【申请人】富耐克超硬材料股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月25日