CN109082553B - 高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法 - Google Patents

高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法。该方法包括以下步骤：(1)以铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉为原料制备高熵合金结合剂粉末；(2)向高熵合金结合剂粉末中添加立方氮化硼微粉，预压成型后进行放电等离子烧结，得到高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料。上述高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料制备方法，采用以铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉为原料制备高熵合金结合剂粉末，提高了结合剂的高温稳定性。同时，立方氮化硼材料的制备条件温和、工艺操作简单、反应过程易于控制。制备得到的立方氮化硼材料具有较高的硬度和强度，大大提高了使用性能。

Description

高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法。
背景技术
立方氮化硼(CBN)是20世纪50年代发展起来的一种利用人工方法在高温高压条件下合成的新型材料，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，立方氮化硼凭借着硬度高、耐磨性好的特点，在机械加工行业有着广泛的应用。立方氮化硼多晶烧结体的主要制法有：(1)用立方氮化硼微粉和少量结合剂(如钴、铝、钛和氮化钛等)，在压力4000～8000MPa、温度为1300～1900℃下烧结而成；(2)以立方氮化硼微粉和结合剂为一层，以硬质合金(片或粉)为一层，在上述压力、温度下把两者烧结在一起，制得带硬质合金衬底的多晶烧结体。
对于烧结法制备的立方氮化硼磨具，传统的金属结合剂因与立方氮化硼磨粒存在着很高的界面能而使得两者的粘结性较差，立方氮化硼磨粒主要依靠基体冷缩后产生的机械加持力镶嵌在胎体金属中，很难形成化学结合，导致在高速磨削过程中立方氮化硼颗粒容易与基体脱离，大大降低了立方氮化硼磨具的磨削性能和寿命。且结合剂因磨削过程中产生的高温会出现软化现象，导致基体对立方氮化硼磨粒的把持力不够，导致切削作用减弱，从而导致磨削质量的下降。为解决因磨削产生的热量问题，实际使用过程中经常采用大量冷却液进行润滑冷却，而冷却液的排放会对环境造成一定污染。高熵合金具有优于传统合金的高硬度、高强度等，特别是其高温热稳定性，如何能够将高熵合金作为结合剂，并通过适当的工艺制备出具有更高硬度和强度的立方氮化硼材料是当前研究的一个方向。
发明内容
基于此，有必要针对当前立方氮化硼材料制备工艺复杂、结合剂高温稳定性差、制成的复合材料硬度和强度有限的问题，提供一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料及其制备方法。
一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)以铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉为原料制备高熵合金结合剂粉末；
(2)向高熵合金结合剂粉末中添加立方氮化硼微粉，预压成型后进行放电等离子烧结，得到高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料。
上述高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料制备方法，采用以铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉为原料制备高熵合金结合剂粉末，提高了结合剂的高温稳定性。同时，立方氮化硼材料的制备条件温和、工艺操作简单、反应过程易于控制。
在其中一个实施例中，所述高熵合金结合剂粉末的原料组成为：铝粉10～25wt.％、镍粉25～30wt.％、铜粉20～30wt.％、铬粉15～25wt.％、铁粉余量，各组分之和为100wt.％。
在其中一个实施例中，所述铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉的纯度均为99.5％，目数均为325～500目。
在其中一个实施例中，所述高熵合金结合剂粉末的制备方法为：采用机械合金化的方法将铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉在行星球磨机中球磨30～60h。
在其中一个实施例中，所述立方氮化硼微粉的添加量为熵合金结合剂粉末的10～30wt.％，立方氮化硼微粉的粒径为20～70μm。
在其中一个实施例中，所述预压成型的压力为3～10MPa。
在其中一个实施例中，所述放电等离子烧结的压力为20～50MPa。
在其中一个实施例中，所述放电等离子烧结的烧结温度800～1000℃。
在其中一个实施例中，所述放电等离子烧结的具体过程为：以140℃/min的升温速率从室温升温至571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到800～1000℃，达到烧结温度后保温10～30min。
本发明还涉及一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料，根据前述制备方法制备得到。
上述立方氮化硼材料具有较高的硬度和强度，大大提高了使用性能。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明的制备方法如下：
(1)制备高熵合金结合剂粉末
高熵合金结合剂粉末原料成分的质量百分比为：铝粉10～25wt.％、镍粉25～30wt.％、铜粉20～30wt.％、铬粉15～25wt.％、铁粉余量，各组分之和为100wt.％。以上粉末均是纯度为99.5％的金属单质粉，目数为325～500目。采用机械合金化的方法制备高熵合金结合剂粉末，将铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉在行星球磨机中球磨30～60h。
(2)向高熵合金结合剂粉末中添加质量百分比为10～30wt.％的立方氮化硼微粉，立方氮化硼微粉的粒径为20～70μm。将高熵合金结合剂和立方氮化硼混合微粉装填入石墨磨具中，在3～10MPa的压力下预压成型后进行放电等离子烧结(SPS)，烧结压力20～50MPa，烧结温度800～1000℃。烧结时，以140℃/min的升温速率从室温升温至571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到800～1000℃，达到烧结温度后保温10～30min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明采用高熵合金作为立方氮化硼超硬复合材料的结合剂，并且结合特定的烧结方法，增强了基体结合剂对立方氮化硼的把持力，赋予复合材料更好的硬度和抗折强度；
2、本发明的高熵合金结合剂的高温稳定性较好，采用的制备方法的制备条件温和、工艺操作简单、反应过程易于控制。
实施例1
按质量百分比，将20wt.％的铝粉、30wt.％的镍粉、20wt.％的铜粉、20wt.％的铬粉、10wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为400目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨40h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加20wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为40μm，装填入石墨模具中，用油压机在5MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为50MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到900℃，在900℃保温20min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表1所示：
表1
实施例2
按质量百分比，将10wt.％的铝粉、25wt.％的镍粉、20wt.％的铜粉、15wt.％的铬粉、30wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为325目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h、50h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨60h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加10wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为70μm，装填入石墨模具中，用油压机在10MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为30MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到850℃，在850℃保温30min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表2所示：
表2
实施例3
按质量百分比，将25wt.％的铝粉、25wt.％的镍粉、20wt.％的铜粉、25wt.％的铬粉、5wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为500目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨50h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加30wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为30μm，装填入石墨模具中，用油压机在3MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为20MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到950℃，在950℃保温15min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表3所示：
表3
实施例4
按质量百分比，将15wt.％的铝粉、30wt.％的镍粉、30wt.％的铜粉、15wt.％的铬粉、10wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为375目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨30h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加25wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为20μm，装填入石墨模具中，用油压机在8MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为40MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到800℃，在800℃保温30min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表4所示：
表4
实施例5
按质量百分比，将10wt.％的铝粉、25wt.％的锌粉、20wt.％的铜粉、25wt.％的钛粉、20wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为375目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨40h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加15wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为60μm，装填入石墨模具中，用油压机在9MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为45MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到1000℃，在1000℃保温10min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表5所示：
表5
实施例6
按质量百分比，将13wt.％的铝粉、27wt.％的镍粉、23wt.％的铜粉、17wt.％的铬粉、20wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为425目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨45h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加25wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为50μm，装填入石墨模具中，用油压机在7MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为50MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到950℃，在950℃保温25min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表6所示：
表6
实施例7
按质量百分比，将21wt.％的铝粉、29wt.％的锌粉、28wt.％的铜粉、16wt.％的钛粉、6wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为425目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h、50h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨60h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加20wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为40μm，装填入石墨模具中，用油压机在10MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为25MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到850℃，在850℃保温25min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表7所示：
表7
实施例8
按质量百分比，将20wt.％的铝粉、25wt.％的锌粉、25wt.％的铜粉、20wt.％的钛粉、10wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为325目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨40h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加30wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为60μm，装填入石墨模具中，用油压机在7MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为40MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到900℃，在900℃保温20min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表8所示：
表8
实施例9
按质量百分比，将12wt.％的铝粉、26wt.％的镍粉、22wt.％的铜粉、25wt.％的铬粉、15wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为400目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨50h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加22wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为35μm，装填入石墨模具中，用油压机在5MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为30MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到1000℃，在1000℃保温15min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表9所示：
表9
实施例10
按质量百分比，将24wt.％的铝粉、23wt.％的镍粉、30wt.％的铜粉、20wt.％的铬粉、3wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为375目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨50h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加26wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为55μm，装填入石墨模具中，用油压机在3MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为40MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到800℃，在800℃保温15min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表10所示：
表10
实施例11
按质量百分比，将18wt.％的铝粉、20wt.％的镍粉、21wt.％的铜粉、25wt.％的铬粉、16wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为425目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨40h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加30wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为30μm，装填入石墨模具中，用油压机在5MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为50MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到900℃，在900℃保温25min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表11所示：
表11
实施例12
按质量百分比，将11wt.％的铝粉、22wt.％的镍粉、23wt.％的铜粉、24wt.％的铬粉、20wt.％的铁粉放入WC硬质合金罐中，所有金属粉的纯度为99.5％，目数为325目，球料比10:1，球磨介质为WC硬质合金球，在手套箱过渡舱中进行反复洗气(氩气)后放入操作腔体内，盖上密封盖，保证罐内氩气环境下取出放入型号为QM-3SP4的行星球磨机中，球磨转速为350r/min，正反转交替运行，正转1h，停机30min，再反转1h，循环往复，待球磨时间为10h、20h、30h、40h、40h时滴入控制剂，所述控制剂为工业乙醇(分析纯≥99.7％)，滴入量为0.2ml/10g粉料，球磨60h后将粉料全部取出。
向经球磨形成的高熵合金结合剂粉末中添加25wt.％立方氮化硼微粉，立方氮化硼粒径为20μm，装填入石墨模具中，用油压机在10MPa的压力预压成型后，放入型号为LABOXTM-110的SPS放电等离子烧结机中进行烧结；充入氩气保护，加压，压力设定为40MPa，以140℃/min的升温速率从室温升到571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到950℃，在950℃保温30min，制得立方氮化硼超硬复合材料。
将制得的立方氮化硼超硬复合材料打磨抛光后用常规检测手段及检测仪器进行性能检测，所得到的检测结果如表12所示：
表12
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉为原料制备高熵合金结合剂粉末，所述高熵合金结合剂粉末的原料组成为：铝粉10～25wt.％、镍粉25～30wt.％、铜粉20～30wt.％、铬粉15～25wt.％、铁粉余量，各组分之和为100wt.％，所述铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉的纯度均为99.5％，目数均为325～500目，所述高熵合金结合剂粉末的制备方法为：采用机械合金化的方法将铝粉、镍粉、铜粉、铬粉、和铁粉在行星球磨机中球磨30～60h；
(2)向高熵合金结合剂粉末中添加立方氮化硼微粉，所述立方氮化硼微粉的添加量为熵合金结合剂粉末的10～30wt.％，立方氮化硼微粉的粒径为20～70μm，在压力为3～10MPa下预压成型后进行放电等离子烧结，所述放电等离子烧结的压力为20～50MPa，放电等离子烧结的烧结温度800～1000℃，所述放电等离子烧结的具体过程为：以140℃/min的升温速率从室温升温至571℃，以10℃/min的升温速率从571℃升到600℃，在600℃保温15min，以50℃/min的升温速率从600℃升到800～1000℃，达到烧结温度后保温10～30min，得到高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料。
2.一种高熵合金结合的立方氮化硼超硬复合材料，其特征在于，根据权利要求1所述制备方法制备得到。
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