專利名稱：一種超硬刀具復(fù)合材料的制作方法
一種超硬刀具復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及超硬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種超硬刀具復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
在機(jī)械制造業(yè)中，要用切削刀具將金屬切削加工成各種機(jī)械零件，這 些切削刀具大多數(shù)都是由高速鋼材料制成。由于切削刀具表面與金屬切屑 之間的強(qiáng)烈摩擦和金屬的強(qiáng)烈變形，都產(chǎn)生了大量的熱，因此切削刀具的 工作溫度很高，這會降低切削刀具的硬度和使用壽命。金剛石或立方氮化硼(CBN)作為一種超硬材料，具有極高的硬度和耐磨性，由它們合成的復(fù)合材料制成的刀具特別適合加工那些難加工的材 料。如以金剛石顆粒合成的復(fù)合片具有極高的硬度和耐磨性，適合高速車削常規(guī)刀具難加工的高硅鋁合金(>10%Si)，而以CBN顆粒合成的復(fù)合片具有較高的硬度和耐熱性能，適合高速車削高硬度的黑色金屬，如鑄鐵類、粉末合金類、淬火剛等材料。近年來在車削領(lǐng)域提出了高效高精綠色加工的要求，這就要求切削刀具材料具有高的耐熱性和良好的抗沖擊性能。而普通的金剛石或PCBN復(fù) 合片很難滿足這種發(fā)展趨勢。為了提高切削刀具材料的耐熱性和抗沖擊性 能，已有報(bào)道的，可通過超硬材料顆粒的尺寸配比或采用過渡層或是添加 耐高溫陶瓷等方式進(jìn)行。如歐洲專利NO.EP19950305968為了增韌PCBN 復(fù)合片，公開了采用在碳化硅晶須上鍍氮化鈦的方式燒結(jié)PCBN復(fù)合材料; 該專利所述方法在碳化硅上鍍氮化鈦雖然能很好的保護(hù)晶須的完整性，但 鍍覆溫度高、成本高，且不利于PCBN復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)致密性。又如國家 知識產(chǎn)權(quán)局2006年10月25日公開的公開號為CN1850402A的專利，公 開了一種切削刀具材料表面的TiN雙層薄膜鍍層及其制備方法，通過在切 削刀具材料表面上首先采用磁過濾器鍍覆一層納米級顆粒TiN薄膜，然后 再采用普通多弧鍍靶鍍覆一層微米級顆粒TiN薄膜，以提高切削刀具的抗 磨損性及使用壽命。但通過選用表面鍍覆金屬鈦的金剛石粉或CBN粉和包 裹金屬后的陶瓷晶須達(dá)到以上目的的還未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱性及耐沖擊性好，使用壽命 長的超硬刀具復(fù)合材料。本發(fā)明所述超硬刀具復(fù)合材料，它的組成比例為(體積比) 表面鍍鈦的金剛石粉或CBN粉40 90%、粘接劑10 60%;其中，粘接劑為-① 表面包裹金屬的陶瓷晶須；或者是② 表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的IVB族、VB族或VIB 族的一種或多種金屬的氮化物、碳化物或碳氮化物的組合物；或者是③ 表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的VIII族、IIIA族、IVA 族或VA族的一種或多種元素的化合物的組合物；所述表面包裹金屬的陶瓷晶須中，陶瓷晶須占陶瓷晶須和金屬體積總 和的20 45%(體積)；當(dāng)粘接劑為上述②或③時(shí)，表面包裹金屬的陶瓷晶須在粘接劑中占的 比例為10 35%(體積)。上述技術(shù)方案中所述表面鍍鈦的金剛石粉或CBN粉是指在金剛石粉或CBN粉的表面已 形成一層金屬鈦膜的金剛石粉或CBN粉，較好的是粉體表面由內(nèi)到外分別 是鈦的化合物(與金剛石或CBN反應(yīng)形成)和金屬鈦層；所選用的將要迸 行鍍鈦的金剛石粉或CBN粉為微米級，粒徑均為《30微米，在具體制作時(shí)， 可采用幾種不同粒徑的同一類超硬材料相互配合，使制得的超硬刀具復(fù)合 材料的致密性更好。對金剛石粉或CBN粉鍍鈦時(shí)，可以現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行鍍覆， 具體可采用真空微蒸發(fā)鍍鈦技術(shù)，在650'C左右的溫度下進(jìn)行。金剛石粉 或CBN粉表面的金屬鈦膜的厚度為100 400納米，優(yōu)選250 350納米； 增重在5 35%(重量)范圍內(nèi)，優(yōu)選15 30%。所述金剛石粉鍍鈦后，在其 表面形成一層鈦膜，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(Cd (Cg) +Ti—TiC); CBN粉鍍鈦 后，在其表面也形成一層鈦膜，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(BN+Ti—TiN/TiB2);通 過鍍覆金屬鈦，可使金剛石粉或CBN粉的耐熱性能提高200。C，耐沖擊性 提高8% 15%;而且由于鍍覆金屬鈦時(shí)產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，使得表面的金屬 鈦膜與金剛石單晶或CBN粉之間的結(jié)合更為牢固。用以包裹陶瓷晶須的金屬為選自鈷、鎳、鐵和鋁中的一種或多種，其 中，在以表面鍍鈦的金剛石粉和粘接劑組成的超硬刀具復(fù)合材料中，用以 包裹陶瓷晶須的金屬以選自鈷、鎳和鐵中的一種或多種為好，而在以CBN 粉和粘接劑組成的超硬刀具復(fù)合材料中，用以包裹陶瓷晶須的金屬以選自 鈷、鎳和鋁中的一種或多種為好。所述選用的原料陶瓷晶須，其熔點(diǎn)應(yīng)高于該復(fù)合材料的燒結(jié)溫度，晶 體結(jié)構(gòu)和膨脹系數(shù)盡量與金剛石或CBN的接近；可選用碳化物耐高溫陶瓷 晶須、氮化物耐高溫陶瓷晶須或碳氮化物耐高溫陶瓷晶須，具體可以是 TiC、 TiN、 Ti(CN)x、 A1N、 A1203、 ZrC或SiC等。所述陶瓷晶須的直徑小于金剛石粉或CBN顆粒的平均粒徑，其長度大 于金剛石粉或CBN顆粒的平均粒徑。其直徑以1.0 1.5微米為宜，長度 以10 30微米為宜。所述表面包裹金屬的陶瓷晶須可通過現(xiàn)有的常規(guī)方法制備，具體可通過以下方法制備根據(jù)選用的超硬材料的不同，將原料陶瓷晶須與金屬鈷、 鎳和鐵的一種或幾種或者是與金屬鈷、鎳和鋁的一種或幾種均勻混合，在真空或保護(hù)氣氛的環(huán)境中，90(TC 135(TC的高溫下煅燒1 2小時(shí)，隨后 再通氫氣l小時(shí)，然后再在真空或保護(hù)氣氛下自然冷去至室溫，得到包裹 金屬的陶瓷晶須。所述元素周期表中的IVB族、VB族或VIB族的一種或多種金屬的氮化 物、碳化物或碳氮化物，具體可以是氮化鈦、碳化鈦、碳氮化鈦、氮化釩、 氮化鈮、氮化鉭、碳化鉬、碳化鎢、碳氮化鋯等。所述元素周期表中的VIII族、IIIA族、IVA族或VA族的一種或多種元素的化合物，具體可以是氮化鋁、鈷鋁合金、鋁硅合金、鋁釔合金或氮 娃鉛合金等。本發(fā)明提供的超硬刀具復(fù)合材料可以常規(guī)工藝制備，具體可以通過下 述方法制備按配比量取表面鍍鈦的金剛石粉或CBN粉和相應(yīng)粘接劑加入無水乙醇和聚乙二醇的混合溶液，于硬質(zhì)合金球磨罐混合均勻，干燥，造型，在1300。C 1500。C、壓力為5. 0 6. 0GPa的條件下熱壓10 30分鐘 燒結(jié)成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述超硬刀具復(fù)合材料通過在超硬材料表面 鍍覆金屬鈦，兩者之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其耐熱性更好，并且鍍覆的鈦也 作為粘接劑在復(fù)合材料中分布更均勻，更有利于提高超硬顆粒與其他粘接 劑的結(jié)合強(qiáng)度；以表面包裹金屬的陶瓷晶須為必要的粘接劑，由于金屬附 著在晶須的表面，形成活性合金化合物，而且增大了金屬與超硬材料或其 他粘接劑的接觸面積，在燒結(jié)中有利于提高粉末的活性和復(fù)合材料的致密 性；由上述兩種物質(zhì)制備得到超硬刀具復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐熱性和耐沖 擊性，具體表現(xiàn)為其耐熱性較現(xiàn)有的同類刀具提高至少100°C，耐沖擊性 則可提高8 15%;此類刀具抗磨損性能好、耐熱性能好、韌性高，有利于 延長切削刀具的使用壽命、提高了切削效率，為刀具使用者節(jié)約了大量的 成本


圖l:本發(fā)明實(shí)施例3制得的金剛石聚晶、實(shí)施例4制得的金剛石復(fù)合片以及市場上購買的金剛石復(fù)合片產(chǎn)品的熱分析圖；圖中實(shí)線表示的曲線為本發(fā)明實(shí)施例3制得的金剛石聚晶的熱分析圖譜；以實(shí)點(diǎn)表示的曲線為本發(fā)明實(shí)施例4制得的金剛石復(fù)合片的熱分析圖 譜；以虛線表示的曲線為從市場上購買的金剛石復(fù)合片產(chǎn)品的熱分析圖 譜.，圖2:本發(fā)明實(shí)施例3制得的金剛石聚晶的SEM圖像；其中，a為產(chǎn) 品不加熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至850"C時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn)品 加熱至IOO(TC時(shí)的SEM圖；d為將產(chǎn)品加熱至130(TC時(shí)的SEM圖；圖3:本發(fā)明實(shí)施例4制得的金剛石復(fù)合片的SEM圖像；其中，a為 產(chǎn)品不加熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至85(TC時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn) 品加熱至1000。C時(shí)的SEM圖；d為將產(chǎn)品加熱至1300'C時(shí)的SEM圖；圖4:從市場上購買的金剛石復(fù)合片產(chǎn)品的SEM圖像；其中，a為產(chǎn) 品不加熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至85(TC時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn)品 加熱至IOO(TC時(shí)的SEM圖；d為將產(chǎn)品加熱至130(TC時(shí)的SEM圖。圖5:本發(fā)明實(shí)施例8制得的PCBN復(fù)合片樣品制成刀具切削淬火鋼 后的后刀面的磨損情況圖片。圖6:市場上購買的PCBN復(fù)合片制成刀具切削淬火鋼后的后刀面的磨 損情況圖片。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些 實(shí)施例。實(shí)施例1選用10微米和3微米的鍍鈦金剛石微粉，按體積比67%: 33%均勻混 合。選用直徑平均為1. 0微米，長度平均為10微米的SiC晶須和金屬鈷 粉末(平均粒度l微米)按體積比32%: 68%混合均勻后，加入無水乙醇， 放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合好的晶須和鈷放在真空 環(huán)境下，在125(TC下煅燒3小時(shí)后，通氫氣1小時(shí)；在真空下冷卻到室溫， 得到表面包裹鈷的SiC晶須。按90%: 10%的體積比取上述得到的混合好的 表面鍍鈦金剛石微粉和表面包裹鈷的SiC晶須，放入無水乙醇和聚乙二醇 的混合溶液中，在碳化鎢混料罐中混合1小時(shí)干燥，壓制成cJ)27mmX2mm 的圓餅放入金屬鉅杯，在金剛石粉的上層放上硬質(zhì)合金基體，再封閉該鉭 杯。將組裝好的材料放入外套石墨管的鹽管中，加上石墨蓋子后放入葉臘 石中，在鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)上，5.5Gpa和135(TC的條件下加熱30分鐘合 成金剛石復(fù)合片。實(shí)施例2選用粒徑分別為14微米、5微米和1微米的鍍鈦金剛石微粉，按體積 比55%: 30%: 15%均勻混合。選用直徑為1. 2微米，長度為12微米的ZrC 晶須與金屬鐵粉末(平均粒度1.5微米)，按體積比為45%: 55%的量混合 均勻后，加入無水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混 合好的晶須和鐵粉末放在真空環(huán)境下，在120(TC下煅燒1小時(shí)后，通氫氣 2小時(shí)；在真空下冷卻到室溫，得到表面包裹鐵的ZrC晶須。按85%: 15% 的體積比取上述混合好的鍍鈦金剛石微粉和表面包裹鐵的ZrC晶須按實(shí)施 例1的方式合成金剛石復(fù)合片。實(shí)施例37選用粒徑分別為5微米和1微米的鍍鈦金剛石微粉，按體積比85%: 15%均勻混合。選用直徑1.0微米，長度為15微米的八1203晶須與金屬鈷 鎳合金(平均粒度l微米)，按體積比45%: 55%的量混合均勻后，加入無 水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合好的晶須和鈷 鎳合金放在真空環(huán)境下，在125(TC下煅燒3小時(shí)后，通氫氣1小時(shí)；在真 空下冷卻到室溫，得到表面包裹鈷鎳的Al^晶須。隨后按80%: 20%的體 積比取上述混合好的鍍鈦金剛石微粉和表面包裹鈷鎳的A1A晶須，在未 加硬質(zhì)合金基體的情況下按實(shí)施例1的方式合成金剛石聚晶。實(shí)施例4選用粒徑為5微米的鍍鈦金剛石微粉。選用直徑1. 5微米，長度為15 微米的SiC晶須與金屬鈷(平均粒度1微米)按體積比為45%: 55%的量混 合均勻后，加入無水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將 混合好的晶須和鈷放在真空環(huán)境下，在135(TC下煅燒1小時(shí)后，通氫氣2 小時(shí)；在真空下冷卻到室溫，得到表面包裹鈷的SiC晶須。隨后按85%: 3%: 12%的體積比取混合好的鍍鈦金剛石微粉、表面包裹鈷的SiC晶須和 鈷鎳硅合金(Co5N:USi2，平均粒度2微米)按實(shí)施例1的方式合成金剛石 復(fù)合片。實(shí)施例5選用10微米和3微米的鍍鈦CBN微粉，按體積比67%: 33%均勻混合。 選用直徑1. 2微米，長度為10微米的TiN晶須與金屬鋁粉(平均粒度1 微米)，按體積比40%: 60%的量混合均勻后，加入無水乙醇，放入碳化鉤 混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合好的晶須和鋁的混合粉末放在真空 環(huán)境下，在135(TC下煅燒1小時(shí)后，通氫氣2小時(shí)；在真空下冷卻到室溫， 得到表面包裹鋁的TiN晶須。隨后按80%: 15%: 5%的體積比將混合好的鍍 鈦CBN微粉、TiN晶須和氮化鋁粉末(平均粒徑1. 5微米)按實(shí)施例1的 方式合成PCBN復(fù)合片。實(shí)施例6選用14微米、5微米和0.5微米的CBN按體積比6(F。 30%: 10%均勻 混合后再在其表面鍍鈦。選用直徑約為1. 2微米，長度約為15微米的SiC 晶須與金屬鋁(平均粒度1.5微米)，按體積比為40%: 60%的量混合均勻 后，加入無水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合好 的晶須和鋁放在真空環(huán)境下，在125(TC下煅燒1小時(shí)后，通氫氣2小時(shí)； 在真空下冷卻到室溫，得到表面包裹鐵的SiC晶須。按體積比75%: 8%: 17%取上述混合好的CBN粉末、表面包裹鋁的SiC晶須和TiC (平均粒徑1 微米)，按實(shí)施例1的方式合成PCBN復(fù)合片。實(shí)施例7選用5微米的鍍鈦CBN微粉和0. 5微米的未鍍鈦的，按體積比55%: 45%均勻混合。選用Al203晶須和金屬鋁和鎳，按體積比40%:55%:5%混合均 勻后，加入無水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合 好的晶須、鋁和鎳放在真空環(huán)境下，在125(TC下煅燒3小時(shí)后，通氫氣l 小時(shí)；在真空下冷卻到室溫，得到表面包裹鋁和鎳的A1A晶須。按體積 比50%: 5%: 30%: 15%取上述混合好的CBN粉末、表面包裹鋁和鎳的A1203 晶須和TiCN (平均粒徑l微米)以及氮化鋁(平均粒徑1.5微米)，按實(shí) 施例1的方式合成PCBN復(fù)合片。實(shí)施例8選用1 2微米的鍍鈦CBN微粉。選用直徑平均為1. 0微米，長度平 均為6微米的Ah03晶須、金屬鋁(平均粒徑1微米)、鎳(平均粒徑1微 米)、TiN (平均粒徑1微米)，按體積比10%:25%:5%: 60%混合均勻后，加 入無水乙醇，放入碳化鎢混料罐中混合5小時(shí)后干燥，再將混合好的粉末 放在真空環(huán)境下，在125(TC下煅燒3小時(shí)后，通氫氣l小時(shí)；在真空下冷 卻到室溫。按體積比60%: 40%取上述CBN粉末和粘接劑粉末按實(shí)施例1 的方式合成PCBN復(fù)合片。實(shí)驗(yàn)例1(1) 、實(shí)驗(yàn)樣品樣品1:發(fā)明實(shí)施例3制得的金剛石聚晶；樣品2:實(shí)施例4制得的金剛石復(fù)合片；樣品3:市場上購買的未鍍鈦的金剛石復(fù)合片產(chǎn)品。(2) 、實(shí)驗(yàn)儀器綜合熱分析儀(德國NETZSCH公司生產(chǎn)，型號STA449) 掃描電子顯微電鏡(日本JEOL生產(chǎn)，型號JSM-5910LV)(3) 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋容^三種樣品耐熱性能。分別在綜合熱分析儀上做三種樣品的失重分 析和示差掃描量熱分析，以及將上述三種產(chǎn)品在空氣氣氛下分別加熱至不 同溫度時(shí)通過掃描電子顯微鏡觀測形貌，檢測三樣品的耐熱性能。(4) 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果①取上述三種樣品分別進(jìn)行熱分析，其結(jié)果如圖l所示，其中以實(shí)線 表示的曲線為本發(fā)明實(shí)施例3制得的金剛石聚晶的熱分析圖譜；以實(shí)點(diǎn)表 示的曲線為本發(fā)明實(shí)施例4制得的金剛石復(fù)合片的熱分析圖譜；以虛線表示的曲線為從市場上購買的金剛石復(fù)合片產(chǎn)品的熱分析圖譜。由該圖可知，樣品1和樣品2的耐熱性明顯好于市場購買的樣品3。9樣品1起始失重溫度在IOOO'C左右，失重量最??；樣品2起始失重溫度和 樣品3相近，但是失重量明顯小于樣品3，這說明了金剛石外的鈦層起到 了明顯的保護(hù)作用；而樣品3失重近似100%，生成氣體(Cd (Cg) +02— C0(C02))。②取上述樣品1，分別對其常溫下的、空氣氣氛下加熱至850。C、 1000 'C和130(TC時(shí)的產(chǎn)品形貌分析，其結(jié)果如圖2所示。其中，a為產(chǎn)品不加 熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至850'C時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn)品加熱至 1000。C時(shí)的SEM圖；d為將產(chǎn)品加熱至130(TC時(shí)的SEM圖。取上述樣品2，分別對其常溫下的、空氣氣氛下加熱至85(TC、 1000 。C和1300。C時(shí)的產(chǎn)品作SEM圖譜，其結(jié)果分別如圖3所示。其中，a為產(chǎn) 品不加熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至85(TC時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn)品 加熱至IOOO'C時(shí)的SEM圖；d為將產(chǎn)品加熱至1300'C時(shí)的SEM圖。取上述樣品3，分別對其常溫下的、空氣氣氛下加熱至S5(TC、 1000 'C和130(TC時(shí)的產(chǎn)品作SEM圖譜，其結(jié)果分別如圖4所示。其中，a為產(chǎn) 品不加熱時(shí)原始SEM圖，b為將產(chǎn)品加熱至85(TC時(shí)的SEM圖；c為將產(chǎn)品 加熱至IOO(TC時(shí)的SEM圖;d為將產(chǎn)品加熱至1300。C時(shí)的SEM圖。對比圖2、圖3和圖4可知加熱到850'C后，樣品1的形貌與原始樣品基本無變化，金剛石顆粒 依然清晰，粘接劑相無明顯變化；樣品2的白色區(qū)域，粘接相已出現(xiàn)了毛 刺；樣品3的白色區(qū)域粘接劑相已出現(xiàn)了空洞，熱腐蝕較厲害。當(dāng)加熱到IOO(TC后，樣品1中的白色區(qū)域，粘接相己經(jīng)出現(xiàn)了熔化的 跡象，金剛石顆粒的棱角已出現(xiàn)鈍化；樣品2出現(xiàn)了大量的裂紋；樣品3 不但出現(xiàn)了裂紋現(xiàn)象，而且出現(xiàn)了金屬粘接相的球狀物。當(dāng)加熱到130(TC后，樣品1中的粘接劑已出現(xiàn)了熔融后析出的現(xiàn)象， 金剛石顆粒的棱角已經(jīng)完全鈍化變成了球形顆粒；樣品2已完全看不出原 始形貌，出現(xiàn)疏松狀現(xiàn)象；而樣品3變化更加明顯，基本上是一個(gè)個(gè)顆粒 聚集在一起的，僅存微量的殘余物。因此可以看出樣品1的耐熱性最好，其次是樣品2，最后是樣品3。實(shí)驗(yàn)例2(1) 實(shí)驗(yàn)樣品本發(fā)明實(shí)施例8制得的PCBN復(fù)合片； 市場上購買的PCBN復(fù)合片。(2) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶煞NPCBN復(fù)合片樣品制成刀具進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，對比起耐沖擊性能。(3) 實(shí)驗(yàn)儀器臥式車床(沈陽第一機(jī)床廠生產(chǎn)，CA-B/A型)(4) 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果加工對象HRC65淬火鋼車削條件u =150m/min， f=0. 2mm/r， a p=0. l咖實(shí)驗(yàn)結(jié)果車削里程4600m，實(shí)施例8樣品后刀面磨損0.25iran (未出 現(xiàn)蹦刀)，市場上購買的PCBN復(fù)合片磨損0. 4mm (出現(xiàn)蹦刀)。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例8制得的PCBN復(fù)合片的耐沖擊性能明顯好 于市場上購買的PCBN樣品。
權(quán)利要求
1、一種超硬刀具復(fù)合材料，其特征在于材料的組成比例為(體積比)表面鍍鈦的金剛石粉或CBN粉40～90％、粘接劑10～60％；其中，粘接劑為①表面包裹金屬的陶瓷晶須；或者是②表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的IVB族、VB族或VIB族的一種或多種金屬的氮化物、碳化物或碳氮化物的組合物；或者是③表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的VIII族、IIIA族、IVA族或VA族的一種或多種元素的化合物的組合物；所述表面包裹金屬的陶瓷晶須中，陶瓷晶須占陶瓷晶須和金屬體積總和的20～45％(體積)；當(dāng)粘接劑為上述②或③時(shí)，表面包裹金屬的陶瓷晶須在粘接劑中占的比例為10～35％(體積)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征在于所述金 剛石粉或CBN粉表面的鈦膜的厚度為100 400納米，增重在5 35y。(重量) 范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征在于所述金 剛石粉或CBN粉表面的鈦膜的厚度為250 350納米；增重在15 30°/。(重 量)范圍內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征 在于所述用于進(jìn)行鍍鈦的金剛石粉或CBN粉為微米級，粒徑均為《30 微米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征 在于用以包裹陶瓷晶須的金屬為選自鈷、鎳、鐵和鋁中的一種或多種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征 在于所述陶瓷晶須為碳化物、氮化物或碳氮化物耐高溫陶瓷晶須。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征在于所述陶 瓷晶須為TiC、 TiN、 Ti(CN)x、 A1N、 A1203、 ZrC或SiC。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征 在于所述陶瓷晶須的直徑小于金剛石或CBN顆粒的平均粒徑，其長度大于金剛石粉或CBN顆粒的平均粒徑。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的超硬刀具復(fù)合材料，其特征在于所述選用的陶瓷晶須直徑為1. 0 1. 5微米，長度為10 30微米。
全文摘要
本發(fā)明將公開一種超硬刀具復(fù)合材料，其組成比例為(體積)表面鍍鈦的金剛石粉或CBN粉40～90％、粘接劑10～60％；所述粘接劑為①表面包裹金屬的陶瓷晶須；或②表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的IVB族、VB族或VIB族的一種或多種金屬的氮化物、碳化物或碳氮化物的組合物；或③表面包裹金屬的陶瓷晶須和元素周期表中的VIII族、IIIA族、IVA族或VA族的一種或多種元素的化合物的組合物；所述表面包裹金屬的陶瓷晶須中，陶瓷晶須占陶瓷晶須和金屬體積總和的20～45％；當(dāng)粘接劑為上述②或③時(shí)，表面表面包裹金屬的陶瓷晶須在粘接劑中占的比例為10～35％。本發(fā)明具有優(yōu)良的耐熱性、耐沖擊性，使用壽命長。
文檔編號C04B35/58GK101591194SQ200910114060
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者馮吉福, 周衛(wèi)寧, 偉 姜, 李吉?jiǎng)? 李立惟, 王進(jìn)保 申請人:桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院