CN118181886A - 多cBN层的低含量PcBN复合片 - Google Patents
多cBN层的低含量PcBN复合片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118181886A CN118181886A CN202410302635.0A CN202410302635A CN118181886A CN 118181886 A CN118181886 A CN 118181886A CN 202410302635 A CN202410302635 A CN 202410302635A CN 118181886 A CN118181886 A CN 118181886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cbn
- cbn layer
- concentration
- low
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000032170 Congenital Abnormalities Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多cBN层的低含量PcBN复合片，由内而外依次包括硬质合金衬体、第一结合剂、第一cBN层、第二结合剂和第二cBN层，所述第一cBN层为高浓度cBN层，所述第二cBN层为低浓度cBN层。本发明主要应用在淬火钢的连续至中等断续切削工况，非常适应在恶劣工况下进行高速加工，在切削淬火钢时兼顾了耐磨性和抗崩刃性，从而有效提高cBN刀具的使用寿命，提高加工效率，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于超硬材料制备技术领域，具体涉及一种多cBN层的低含量PcBN复合片。
背景技术
聚晶立方氮化硼(PcBN)是上世纪由美国GE公司首先研制成功，是继人造金刚石之后制造成功的一种新型人造超硬材料。立方氮化硼(cBN)与金刚石晶体结构相似，具有高硬度、高导热性、低热膨胀系数等特点，在淬火钢、铸铁、粉末冶金等材料的加工中有着广泛的应用。聚晶立方氮化硼分为整体片和带硬质合金基体的复合片两种形式，其中，PcBN整体片是由cBN颗粒和结合剂在高温高压下烧结而成的，PcBN复合片是由cBN颗粒、结合剂和硬质合金基体在高温高压下烧结而成的。
目前PcBN复合片一般都是将一定浓度的cBN颗粒加入陶瓷结合剂或者金属结合剂在高温高压下和硬质合金衬体紧密粘结在一起。国内外的理论以及实践已经证明常规的高含量PcBN复合片(cBN浓度75％-95％)在加工淬火钢时韧性非常好，但耐磨性、耐热性差。低含量PcBN复合片(cBN浓度45％-65％)在加工淬火钢时耐磨性、耐热性好，但韧性差，并且在刀具制作的时候低含量PcBN复合片cBN层容易开裂、脱层，报废率高，成本高。无论低含量的PcBN复合片还是高含量的PcBN复合片制造工艺都比较成熟。高含量的cBN由于韧性好，物理性能更接近与硬质合金，所以和硬质合金衬体的结合力更好，低含量的cBN韧性差，和硬质合金衬体的结合力差，相应地，低浓度PcBN复合片具有在刀具制作时容易开裂和脱层的先天性缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种多cBN层的低含量PcBN复合片，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：
提供一种多cBN层的低含量PcBN复合片，由内而外依次包括硬质合金衬体、第一结合剂、第一cBN层、第二结合剂和第二cBN层，所述第一cBN层为高浓度cBN层，所述第二cBN层为低浓度cBN层。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述高浓度cBN层为浓度为85％的cBN层，所述低浓度cBN层为浓度为50％的cBN层。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述高浓度cBN层的厚度为0.3mm，所述低浓度cBN层的厚度为0.5mm。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述第一结合剂为金属结合剂。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述金属结合剂为Al粉。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述第二结合剂为陶瓷结合剂。
如所述多cBN层的低含量PcBN复合片，所述陶瓷结合剂为TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN、Al2O3、TiCrAlN、Si3N4和ZrO中的任一种或多种。
本发明技术方案的有益效果是：
主要应用在淬火钢的连续至中等断续切削工况，非常适应在恶劣工况下进行高速加工，在切削淬火钢时兼顾了耐磨性和抗崩刃性，从而有效提高cBN刀具的使用寿命，提高加工效率，应用前景广阔。
附图说明
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1为本发明较佳实施例结构示意图；
图2a、图2b和图2c分别为本发明较佳实施例三个试验结果；
图中：1、硬质合金衬体；2、第一结合剂；3、第一cBN层；4、第二结合剂；5、第二cBN层。
具体实施方式
用于本说明书中的术语“发明”、以及“本发明”旨在广义上是指本说明书和以下任何专利权利要求的所有主题。包含这些术语的声明不应理解成限制本文所述的主题或限制以下任何专利权利要求的意思或范围。此外，本说明书不试图描述或限制由本申请的任何具体部件、段落、声明或附图的任何权利要求涵盖的主题。主题应参考整个说明书、所有附图以及以下任何权利要求理解。本发明可具有其它实施例并以其它方式实践或实施。而且，应理解本文所采用的措辞和术语是为说明的目的而不应认为是限制。
现将会参照仅以示例的方式说明本发明的附图讨论本发明的细节。在附图中，类似特征或部件可用相同的附图标记标注。
本文中“包含”、“具有”和“包括”及其变体的使用意思是包含此后所列项目及其等同物和附加项目。虽然在描述附图中可参照以下诸如上面的、下面的、向上的、向下的、向后的、底部、顶部、前面、后面等的方向，但为了方便，相对于附图参照。这些方向不旨在以任何的形式字面上接受或限制本发明。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语用于本文中是为了说明的目的而不旨在表明或暗示重要性或显著性。
参看图1所示，本发明多cBN层的低含量PcBN复合片由内而外依次包括硬质合金衬体1、第一结合剂2、第一cBN层3、第二结合剂4和第二cBN层5，第一cBN层3为高浓度cBN层，第二cBN层5为低浓度cBN层。
较佳实施例中，高浓度cBN层为浓度为85％的cBN层，厚度优选为0.3mm左右，低浓度cBN层为浓度为50％的cBN层，厚度优选为0.5mm左右，本复合片的总厚度在3.2mm左右。
第一结合剂2为金属结合剂，金属结合剂优选为Al粉。第二结合剂4为陶瓷结合剂。优选地，陶瓷结合剂为TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN、Al2O3、TiCrAlN、Si3N4和ZrO中的任一种或多种，但不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对上述陶瓷材料的种类进行合理选取。
制备本复合片时，在一种优选的实施方式中，形成步骤包括以下过程：将包括低浓度cBN粉末、陶瓷结合剂、高浓度cBN粉末、金属结合剂和硬质合金衬体1的原料混合并压制，形成初步复合片。在上述优选的实施方式中，为了进一步提高粉末之间的结合力，进行加压烧结，温度优选为1100～1600℃，并且，加压烧结的压强优选为6～8GPa。
下表示例出一具体切削实验结果比对：
本发明充分利用了高含量和低含量两种复合片的优势，高含量的cBN层可以和硬质合金衬体更紧密地结合，并且韧性好不易开裂，低含量的cBN和高含量的cBN由于是同种物质所以也更好结合。综上，本发明的低含量PcBN复合片在使用的时候既保持了切削刃口耐热、耐磨的特性，又由于中间高含量cBN层的过渡作用，所以又可以拥有很高的韧性，在淬火钢连续至中等断续的工况中应用非常出色，并且在刀具制作过程中由于内应力得以缓冲，开裂和脱层现象大大降低。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，由内而外依次包括硬质合金衬体、第一结合剂、第一cBN层、第二结合剂和第二cBN层，所述第一cBN层为高浓度cBN层，所述第二cBN层为低浓度cBN层。
2.如权利要求1所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述高浓度cBN层为浓度为85％的cBN层，所述低浓度cBN层为浓度为50％的cBN层。
3.如权利要求2所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述高浓度cBN层的厚度为0.3mm，所述低浓度cBN层的厚度为0.5mm。
4.如权利要求1所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述第一结合剂为金属结合剂。
5.如权利要求4所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述金属结合剂为Al粉。
6.如权利要求1所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述第二结合剂为陶瓷结合剂。
7.如权利要求6所述多cBN层的低含量PcBN复合片，其特征在于，所述陶瓷结合剂为TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN、Al2O3、TiCrAlN、Si3N4和ZrO中的任一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410302635.0A CN118181886A (zh) | 2024-03-18 | 2024-03-18 | 多cBN层的低含量PcBN复合片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410302635.0A CN118181886A (zh) | 2024-03-18 | 2024-03-18 | 多cBN层的低含量PcBN复合片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118181886A true CN118181886A (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=91414766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410302635.0A Pending CN118181886A (zh) | 2024-03-18 | 2024-03-18 | 多cBN层的低含量PcBN复合片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118181886A (zh) |
-
2024
- 2024-03-18 CN CN202410302635.0A patent/CN118181886A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5297381B2 (ja) | 切削工具用チップ及び被覆切削工具 | |
| CN103741000B (zh) | 一种表面富钴的超细晶梯度硬质合金及其制备方法 | |
| CN102861917B (zh) | 覆盖强结合cvd金刚石层的聚晶金刚石复合片的制备方法 | |
| CN102505090A (zh) | 一种高韧性聚晶立方氮化硼复合片的制备方法 | |
| WO2017136968A1 (zh) | 氧化铝系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法 | |
| CN110465669B (zh) | 一种梯度复合立方氮化硼材料及其制备工艺和应用 | |
| CN111646801B (zh) | 一种用于刀具的碳化硼-碳化钨复合陶瓷梯度材料及其制备方法和应用 | |
| CN107523710A (zh) | 一种抗高温氧化的晶须改性Ti(C,N)基复合金属陶瓷制备方法 | |
| CN114645171B (zh) | 一种多主元合金-金刚石磨具材料及其制备方法和应用 | |
| CN111235453A (zh) | 一种表面具有高熵合金层的硬质合金及其制备方法 | |
| CN104630589B (zh) | 一种碳化钨包覆的复合硬质合金材料及其制备方法 | |
| JP5185032B2 (ja) | 切削工具 | |
| CN110564999A (zh) | 一种表面富粘结相层内wc晶粒形状呈规则排列的超细晶梯度硬质合金及其制备方法 | |
| CN102936137A (zh) | 一种Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2自润滑叠层陶瓷拉拔模具材料 | |
| CN106699190A (zh) | 一种用立方氮化硼单晶原生料作为初始原料制备聚晶烧结体的方法 | |
| CN110094163B (zh) | 一种高耐磨聚晶金刚石复合片 | |
| CN108220734B (zh) | 制备金属陶瓷的原料粉以及金属陶瓷的制备方法 | |
| CN111266573B (zh) | 一种聚晶立方氮化硼复合片的制备方法 | |
| CN206884330U (zh) | 聚晶金刚石复合片 | |
| CN118181886A (zh) | 多cBN层的低含量PcBN复合片 | |
| JPH0725619B2 (ja) | 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 | |
| CN214392343U (zh) | 一种便于研磨的聚晶超硬材料坯体 | |
| CN108975886B (zh) | 一种基于3d打印技术的微织构自润滑拉丝模 | |
| CN208801683U (zh) | PcBN复合片 | |
| CN111270120B (zh) | 一种切割石料用金刚石颗粒增强复合刀具材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |