本发明专利技术公开了一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，由下述重量百分比的原料组成：ＴｉＮ２０－３０％、ＡｌＮ２５－３０％、Ｓｉ３Ｎ４７－１５％、Ｃｏ２０－３５％、余量为ＳｉＯ２。制其备方法步骤如下：①按重量百分比取上述原料备用；②将上述原料置入球磨机中球磨混匀得到陶瓷粉末；③按重量百分比取陶瓷粉末和Ｃｏ置入混料机中混合后得到混合均匀的复合粉料；④将复合粉料置入真空炉中进行处理得到粉末状金属陶瓷复合料；⑤将步骤④中得到的粉末状金属陶瓷复合料置入研磨机内研磨得到粉末状立方氮化硼复合片用粉末状粘结剂。本发明专利技术能够增加陶瓷类立方氮化硼复合片的抗冲击性能，使陶瓷立方氮化硼复合片达到高耐磨、高强度的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粘结剂，是一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂。
技术介绍
立方氮化硼复合片是一种超硬材料，它的制品某些性能优金刚石性能，因此， 用该材料制作的刀具应用在多个领域。然而，影响这种材料性能的主要因素是粘结剂。 由于立方氮化硼复合片是采用立方氮化硼微粉、粘结剂和硬质合金基体在高温高压下烧 结制成，因此，粘结剂是影响其性能的主要因素。根据粘结剂类型，立方氮化硼复合片 可分为两种，一种是陶瓷类立方氮化硼复合片，另一种是金属类立方氮化硼复合片。由 于陶瓷类立方氮化硼复合片的耐热性能好，它可适用于耐高温的制品，但是，由于其抗 冲击性欠佳，使它的使用寿命和应用领域受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，它能够增加 陶瓷类立方氮化硼复合片的抗冲击性能，使陶瓷立方氮化硼复合片达到高耐磨、高强度 的目的。本专利技术为实现上述目的通过以下技术方案实现一种立方氮化硼复合片用的粉 末状粘结剂，由下述重量百分比的原料组成TiN 20-30%、AlN 25-30%、Si3N47-15%, Co20-35%、余量为 Si02。所述的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，由下述重量百分比的原料组 成TiN 21%、AlN 29%、Si3N413%, Co35%、余量为 SiO2。所述的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，由下述重量百分比的原料组 成TiN 25%、AlN 27%、Si3N410%, Co30%、余量为 SiO2。所述的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，由下述重量百分比的原料组 成TiN 30%、AlN 25%、Si3N47%、Co21%、余量为 SiO2。所述的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂的制备方法，其步骤如下①按重量百分比取TiN 20-30%、AlN 25-30%、Si3N4 7-15%, Co 20-35%、余量为 SiO2备用；②将TiN、AlN、Si3N4和SiO2置入球磨机中进行球磨混勻，然后在1000-1200°C下 烧结，再降温至250-300°C后用去离子水对其进行脆冷，再将其破碎成2-5 μ m的粉末， 得到陶瓷粉末；③按重量百分比取陶瓷粉末65-80%和Co20-35%置入混料机中混合18-20小时后得 到混合均勻的复合粉料；④将复合粉料置入真空炉中进行处理，真空炉抽真空负0.05MPa，充0.05Mpa氮 气，然后对真空炉加热，用20-30分钟加热至500°C ,关闭氮气，再充0.05 Mpa氢气，再 用12-20分钟加热至900-1000°C，保温20分钟后，再用20-30分钟冷却至室温，得到粉3末状金属陶瓷复合料；⑤将步骤④中得到的粉末状金属陶瓷复合料置入研磨机内进行研磨20-30分钟，得 到粉末状立方氮化硼复合片用粉末状粘结剂。所述的Co 20-35%的粒度为0.5-1 μ m,纯度为99.9%。本专利技术的优点在于采用本专利技术的原料及方法制备的立方氮化硼复合片用粉末 状粘结剂是以金属Co渗透的Al-Ti-Si-N多元金属陶瓷复合体。铝填充在立方氮化硼颗 粒中，是一种催化剂，它能够促进立方氮化硼的结合以Al为烧结助剂的立方氮化硼基复 合材料，烧结过程中的化学反应随烧结助剂Al的含量的不同而不同；高温高压烧结所得 的制品的硬度随Al的含量的增加而减少，断裂韧性相反；微观结构分析显示当Al含量大 于15%时，所得制品的微观结构都比较均勻。由于Si3N4晶须在立方氮化硼复合片中以板条状存在，起到了链接立方氮化硼的 桥梁作用，在一定程度上可以有效的提高立方氮化硼复合片的强度和断裂韧性，所以， 本专利技术加入的其它微量金属，能够形成新的物相，从一定程度弥补了立方氮化硼复合片 的致密性，减轻了立方氮化硼复合片中的“架桥”效应。而且与Si3N4晶须中的Si元素 等反应，形成新的物相，提高了立方氮化硼复合片的硬度。原料所用的Si3N4晶须的长为100-800nm, Si3N4晶须的长保持在500_800nm,在如 此高的温度下，Si3N4晶须仍能保持原来和接近原来的状态，且晶须的表面光滑，几乎没 有缺陷，说明在现有条件下烧结基本理想，Si3N4晶须的板条结构可以有效的提高立方氮 化硼复合片的强度和断裂韧性。采用本专利技术所述的粘结剂烧结的陶瓷立方氮化硼复合片在1200°C高温下具有极 好的稳定性，耐化学腐蚀性能良好，抗冲击性比现有技术提高了 5倍左右，耐磨性能提 高了 50%左右，强度提高了 80%左右，大幅度提高了使用寿命，为立方氮化硼复合片的 应用拓展了多个领域。本专利技术的粘结剂是陶瓷和金属材料复合后形成的，它的整体粘结体系以陶瓷 相为主，金属Co在高温下能够渗透于陶瓷相的微裂纹和气孔中。由于立方氮化硼 以BN-BN结合界面重结晶立方氮化硼搭接生长模式生长，大片的立方氮化硼颗粒以 BN-BN键结合，大量Co熔体由于它与立方氮化硼表面间的固一液界面能大于立方氮化 硼生长表面之间的固一固界面能，界面Co熔体被挤出立方氮化硼搭接生长界面，从而使 重结晶立方氮化硼与相邻的原始立方氮化硼生长表面直接接触。Co在立方氮化硼晶界形 成“Co岛”，粘结金属被排挤到立方氮化硼晶粒三叉晶界处呈团块状分布，此种状态的 Co分布具有一定的承载力的作用。Co滞留在立方氮化硼接触界面，晶粒间滞留下来的Co呈白色叶脉分布。“粘 结”相Co作为机械充填物充填于立方氮化硼颗粒间隙，能有效提高其整体强度。因此，本专利技术选择Co与陶瓷复合在烧结立方氮化硼复合片时，能够达到大幅提 高复合片的高耐磨性和高强度的目的。具体实施例方式本专利技术的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂可以有多种组合方式 1、TiN 22%、AlN 30%、Si3N415%, Co35%、余量为 Si02。42、TiN 30%、AlN 25%、Si3N47%、Co21%、余量为 SiO2。3、TiN 21%、AlN 29%、Si3N413%, Co35%、余量为 SiO2。4、TiN 25%、A1N27%、Si3N410%, Co30%、余量为 Si02。5、TiN 28%、AlN 25%、Si3N412%, Co29%、余量为 SiO2。本专利技术所述的一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂及各种组合方式均采 用下述方法制作的步骤如下①按重量百分比取TiN 20-30%、AlN 25-30%、Si3N4 7-15%、Co20-35%、余量为SiO2备用；②将TiN、AlN、Si3N4和SiO2置入球磨机中进 行球磨混勻，然后在1000-1200°C下烧结，再降温至250-300°C后用去离子水对其进行脆 冷，再将其破碎成2-5 μ m的粉末，得到陶瓷粉末；③按重量百分比取陶瓷粉末65-80% 和Co20-35%置入混料机中混合18-20小时后得到混合均勻的复合粉料；④将复合粉料 置入真空炉中进行处理，真空炉抽真空负0.05MPa，充0.05 Mpa氮气，然后对真空炉加 热，用20-30分钟加热至500°C ,关闭氮气，再充0.05 Mpa氢气，再用12-20分钟加热 至900-1000°C，保温20分钟后，再用20-30分钟冷却至室温，得到粉末状金属陶瓷复合 料；⑤将步骤④中得到的粉末状金属陶瓷复合料置入研磨机内进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种立方氮化硼复合片用的粉末状粘结剂，其特征在于：由下述重量百分比的原料组成：ＴｉＮ ２０－３０％、ＡｌＮ ２５－３０％、Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］ ７－１５％、Ｃｏ２０－３５％、余量为ＳｉＯ↓［２］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，张存升，林树忠，
申请(专利权)人：山东聊城昌润超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37
看介绍应该有用
不知能否转化为生产