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PCBN刀具原材料的烧结
更新时间:2019-02-14 09:31:25  来源:www.rz-diamond.com  点击次数:389次

PCBN刀具即聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride刀具,PCBN作为利用人工方法合成的硬度仅次于天然金刚石的新型刀具材料,是目前高速切削铁系金属最合适的刀具材料。


关于PCBN刀片原材料的烧结

PCBN刀片的制作方法主要有两种:一种是一次聚合法,即直接用六方氮化硼(HBN)一次聚合成高密度的烧结体;另一种是二次聚合法,先合成高密度立方氮化硼(CBN),然后再以其为原料经高温高压烧结成聚晶立方氮化硼。目前较为普遍的是加入粘结剂的二次聚合法:

加入金属粘结剂的CBN烧结

金属粘结剂种类很多,主要有NiCoTiTi-Al等。在烧结温度下,金属粘结剂成为液相,液相的出现对CBN烧结有一定的促进作用,烧结可以在稍低的温度和压力下进行。另外,由于CBN不溶于金属粘结剂,不会发生可以促进收缩和晶体长大的溶解析出过程。在烧结过程中硬质合金中的钴呈液态渗入CBN晶界中,将硬质合金与CBN烧结体紧密粘结在一起。采用金属粘结剂的PCBN刀具的硬度较纯CBN烧结的刀具硬度低,但是韧性好。

加入陶瓷粘结剂的CBN烧结

陶瓷粘结剂主要有TiNTiCAl2O3等。由于烧结过程中易产生裂纹,因此多在陶瓷粘结剂中加入铁族元素(铁、钴、镍) 以及MoMo2C等增加陶瓷离子间的强度,起到流体传压介质的作用,有利于形成内部无变形的烧结体,钼等还可以改进陶瓷粒子和铁元素之间的润湿性。陶瓷粘结剂PCBN中粘结剂的含量一般较高,韧性较金属粘结剂刀具差,但其抗高温性能更好。

CBN烧结

CBN聚晶体中也可以不加粘结剂直接烧结而成聚晶立方氮化硼。CBN在烧结时发生再结晶和晶粒长大过程, 烧结后的CBN多晶体的晶粒已不是原来的CBN单晶体颗粒。这种PCBN刀具耐磨性好,寿命长,但较脆且温度条件苛刻,难以制成高韧性及大尺寸的刀片。

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