CN101712550A - 立方氮化硼超硬刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬度高、耐磨性和耐热性好的超硬刀具。所述刀具由75％～85％重量、粒度为1～10μm的立方氮化硼微粉，0.5％～3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，5％～10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的铝，6％～15％重量、具有金刚石结构的碳组成。本发明由于采用立方氮化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的铝和硼，以及具有具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳。

Description

立方氮化硼超硬刀具

技术领域

本发明属于一种超硬刀具，尤其涉及一种采用立方氮化硼为主要原料的超硬刀具。

背景技术

在现代加工技术不断发展的大潮下，加工材料的硬度和强度也在不断的提高。采用硬质合金和陶瓷工具在加工高硬度材料时就会出现硬度不足、耐磨性差等缺陷，从而影响使用寿命，并且难以达到加工要求。立方氮化硼具有硬度和导热性接近金刚石并具有与黑色金属的反应能力较金刚石低的优异性能，因此，在加工硬度高的黑色金属时，希望采用含有这种材料的刀具进行加工。采用这种材料能大大提高刀具的硬度、耐热性和耐磨性。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种硬度高、耐磨性和耐热性好的超硬刀具。

为了达到上述目的本发明采用以下技术方案：所述刀具由75％～85％重量、粒度为1～10μm的立方氮化硼微粉，0.5％～3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，5％～10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的铝，6％～15％重量、具有金刚石结构的碳组成。

所述立方氮化硼微粉粒度为5～7μm。

立方氮化硼超硬刀具的制作方法为：

a.将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

b.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

c.将刀具原料和基体加压6～8.5Gpa，加温1300～1800℃，时间60～90秒。

步骤c中将道具原料加压7～8Gpa，加温1500～1600℃，时间70～80秒。

所述刀具设置在基体上。

基体的材料为陶瓷、镍基合金其中的一种。

带有基体的立方氮化硼超硬刀具的制作方法为：

a.将基体材料放入入石墨模具中；

b.将刀具原料放入置有基体材料的石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

c.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

d.将刀具原料和基体加压6～8.5Gpa，加温1300～1800℃，时间60～90秒。

本发明由于采用立方氮化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的铝和硼，以及具有具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳。

具体实施方法

实施例1：刀具由75％重量、粒度为1μm的立方氮化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％的微晶粉末状的铝，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。

采用以下的制作方法：

a.将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

b.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

c.将刀具原料加压8.5Gpa，加温1800℃，时间60秒。

实施例2：刀具由75％重量、粒度为10μm的立方氮化硼微粉，2％重量、纯度为99.9％的微晶粉末状的硼，8％重量、纯度为99.9％的微晶粉末状的铝，15％重量、具有金刚石结构的碳组成。

采用以下的制作方法：

a.将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

b.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

d.将刀具原料加压8.3Gpa，加温1600℃，时间80秒。

实施例3：刀具由80％重量、粒度为5μm的立方氮化硼微粉，1％重量、纯度为99.7％的微晶粉末状的硼，7％重量、纯度为99.5％的微晶粉末状的铝，13％重量、具有金刚石结构的碳组成。

采用以下的制作方法：

a.将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

b.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

c.将刀具原料加压7Gpa，加温1600℃，时间80秒。

实施例4：由刀具和基体组成，基体材料为镍基合金，刀具由85％重量、粒度为6μm的立方氮化硼微粉，0.5％重量、纯度为99.6％的微晶粉末状的硼，5％重量、纯度为99.8％的微晶粉末状的铝，9.5％重量、具有金刚石结构的碳组成。

采用以下的制作方法：

a.将镍基合金基体放入石墨模具中；

b.将刀具原料放入置有基体的石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

c.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

d.将刀具原料加压7Gpa，加温1550℃，时间70秒。

实施例5：由刀具和基体组成，基体材料为陶瓷，刀具由80％重量、粒度为5μm的立方氮化硼微粉，2％重量、纯度为99.9％的微晶粉末状的硼，8％重量、纯度为99.9％的微晶粉末状的铝，10％重量、具有金刚石结构的碳组成。

采用以下的制作方法：

a.将陶瓷基体放入石墨模具中；

b.将刀具原料放入置有基体的石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

c.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

d.将刀具原料加压7.5Gpa，加温1600℃，时间80秒。

Claims (7)

1.一种立方氮化硼超硬刀具，其特征在于：所述刀具由75％～85％重量、粒度为1～10μm的立方氮化硼微粉，0.5％～3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，5％～10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的铝，6％～15％重量、具有金刚石结构的碳组成。

2.根据权利要求1所述的立方氮化硼超硬刀具，其特征在于：所述立方氮化硼微粉粒度为5～7μm。

3.根据权利要求1或2所述的立方氮化硼超硬刀具的制作方法，其特征在于：

a.将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

b.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

c.将刀具原料和基体加压6～8.5Gpa，加温1300～1800℃，时间60～90秒。

4.根据权利要求3所述的立方氮化硼超硬刀具的制作方法，其特征在于：步骤c中将道具原料加压7～8Gpa，加温1500～1600℃，时间70～80秒。

5.根据权利要求1或2所述的立方氮化硼超硬刀具，其特征在于：所述刀具设置在基体上。

6.根据权利要求5所述的立方氮化硼超硬刀具，其特征在于：基体的材料为陶瓷、镍基合金其中的一种。

7.根据权利要求5所述的立方氮化硼超硬刀具的制作方法，其特征在于：

a.将基体材料放入入石墨模具中；

b.将刀具原料放入置有基体材料的石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

c.将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

d.将刀具原料和基体加压6～8.5Gpa，加温1300～1800℃，时间60～90秒。