[发明专利]一种复合结合剂及其制备方法、聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种复合结合剂及其制备方法、聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法和应用。本发明提供了一种复合结合剂，包括以下重量份数的制备原料：二氧化钛粉10份，碳化硼粉1～3.5份，碳粉1～3.5份。在本发明中，通过二氧化钛粉、碳化硼粉和碳粉的合理配比，得到的复合结合剂分散性均匀，流动性好，提高了物料混合的均匀性，有利于改善聚晶立方氮化硼复合片的综合性能。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种复合结合剂及其制备方法、聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法和应用。

背景技术

聚晶立方氮化硼(PCBN)复合片具有较高的硬度与耐磨性，同时具有比金刚石更优的耐热性和化学惰性。目前国内虽然有众多能够制造PCBN复合片的厂家，但是产品种类较少，质量也不稳定，整体来说性价比较低。我国在汽车工业、航空航天等难加工材料切削方面，所使用的PCBN复合片大部分还是依赖进口。

结合剂在PCBN复合片的合成过程中发挥着重要作用，合理的结合剂的加入不但可以降低烧结温度和压力，还可以改善烧结性能。目前在生产工艺方面，由于粉料的粒度较细，粉料之间容易发生团聚，容易使结合剂和氮化硼微粉之间的结合性变差，导致混料不均匀，进而使合成的PCBN复合片内部组织结构不均匀，严重影响PCBN复合片的强度、韧性等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合结合剂及其制备方法，本发明提供的复合结合剂分散性均匀，流动性好，提高了物料混合的均匀性，有利于改善聚晶立方氮化硼复合片的综合性能；另外，本发明还提供了一种聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种复合结合剂，包括以下重量份数的制备原料：

二氧化钛粉10份，

碳化硼粉1～3.5份，

碳粉1～3.5份。

优选地，所述二氧化钛粉的平均粒度为5～10μm；所述碳化硼粉的平均粒度为1～5μm；所述碳粉的平均粒度为1～10μm；所述碳粉为碳黑。

本发明提供了上述技术方案所述复合结合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述二氧化钛粉、碳化硼粉和碳粉混合后，得到第一混合物；

(2)将所述第一混合物进行第一烧结，得到复合结合剂。

优选地，步骤(2)中所述第一烧结的温度为1200～1500℃。

本发明还提供了一种聚晶立方氮化硼复合片，包括以下重量份数的制备原料：复合结合剂粉5～45份；立方氮化硼微粉55～95份；所述复合结合剂粉由上述技术方案所述复合结合剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合结合剂研磨得到。

优选地，所述复合结合剂粉的粒度为200～600nm；所述立方氮化硼微粉的粒度为4～22μm。

本发明还提供了上述技术方案所述聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将复合结合剂粉和立方氮化硼微粉混合，得到第二混合物；

(2)将所述第二混合物进行热处理，得到热处理物料；

(3)将所述热处理物料进行第二烧结，得到所述聚晶立方氮化硼复合片。

优选地，步骤(1)中所述混合在球磨条件下进行，球料比为(3～5):1；球磨的转速为200～300r/min，球磨的时间为4～6h。