[发明专利]一种多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法。所述多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法包括以下步骤：S1、材料选取：(1).选择纯度为99.9％,大小为1‑5μm氨硼烷和金刚石大小为100‑500μm为初始原料；(2).氨硼烷重量份为30‑100份，金刚石重量份为10‑80份。本发明提供的多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法通过原位反应制备出无结合剂多晶金刚石/立方氮化硼烧结体复合材料，可以使立方氮化硼和金刚石在多晶烧结体中均匀分布，保证多晶烧结体显微组织的一致性，并且通过立方氮化硼和金刚石直接形成键合，结合致密，同时其合成所需压力条件略低，便于规模工业化生产的优点。

技术领域

本发明属于金刚石复合材料技术领域，尤其涉及一种多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法。

背景技术

金刚石复合材料是一种应用广泛的特殊材料，通常是向胎体材料中添加一定比例的金刚石颗粒，将金刚石颗粒镶嵌在胎体中，作为硬质点和耐磨相，其性能主要取决于金刚石本身的性能以及用来包镶金刚石颗粒的胎体材料的性能，胎体材料可以是金属、合金、树脂、陶瓷和橡胶等。在切削、研磨坚硬天然材料或人工建筑材料以及钻进坚硬岩层时常选择合金胎体/金刚石复合材料制成的工具，但此类天然材料或人工建筑材料和岩层岩石具有硬度大、强度高、强研磨性等特点，所以在使用过程中常出现金刚石复合材料胎体磨耗过快导致金刚石脱落，工具失效，使用效率较低，为提高坚硬材料加工效率以及提高坚硬岩层的钻进效率，选择一种高性能的金刚石工具胎体材料是一种重要途径，相关技术中，公开了一种聚晶立方氮化硼/金刚石复合材料，是由聚晶立方氮化硼、金刚石颗粒和结合剂8组成，本发明的复合材料，创新性地将聚晶立方氮化硼作为金刚石复合材料的胎体材料，复合材料胎体硬度和耐磨性得到了显著提高，应用于金刚石工具，可以提高坚硬材料加工效率以及坚硬岩层的钻进效率，立方氮化硼微粉、金刚石颗粒和结合剂粉末采用高温高压烧结工艺制备而成，这种金刚石复合材料采用聚晶立方氮化硼作为胎体材料，金刚石包镶在其中，作为硬质点和耐磨相，这种复合材料结构致密，其胎体具有较高的硬度、耐磨性及综合性能，使用这种复合材料制成的金刚石工具可以提高坚硬材料的加工效率以及坚硬岩层的钻进效率。

但是，上述结构中还存在不足之处，上述是通过结合剂制成的，所需要的合成压力条件较高，不便规模工业化生产，且无法使立方氮化硼和金刚石在多晶烧结体中均匀分布，进而会导致结合比较松散。

因此，有必要提供一种新的多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以通过原位反应制备出无结合剂多晶金刚石/立方氮化硼烧结体复合材料，可以使立方氮化硼和金刚石在多晶烧结体中均匀分布，保证多晶烧结体显微组织的一致性，并且通过立方氮化硼和金刚石直接形成键合，结合致密，同时其合成所需压力条件略低，便于规模工业化生产的多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的多晶立方氮化硼金刚石复合材料的制备方法包括以下步骤：

S1、材料选取：

(1).选择纯度为99.9％,大小为1-5μm氨硼烷和金刚石大小为100-500μm为初始原料；

(2).氨硼烷重量份为30-100份，金刚石重量份为10-80份；

S2、制备工序：

(1).将上述的初始原料按照一定的质量比投入到三维混料机内进行混合处理2～6h；

(2).将上述混合好的粉末体放置到液压机上压制成柱体，压力为5-15MPa，时间为10-20min；

(3).再将上述得到的柱体放置到温度为300～600℃的真空环境下进行真空处理，真空处理2～4h后，在自然冷却；

(4).将(3)中经过高温真空处理后的柱体装入叶腊石合成块中，之后放置到六面顶压机上进行高温高压合成。