[其他]再烧结富硼多晶立方氮化硼及其制造方法

说明书

本发明涉及到制造多晶立方氮化硼的方法。通过高压/高温技术制造立方氮化硼，在本技术领域中是众所周知的，并以Wentorf在美国专利2，947，617号中所描述的制造单晶立方氮化硼的基本实例为其典型代表。美国专利4，188，194号介绍了一种在无催化剂存在的情况下，采用热解的六方晶系氮化硼制造烧结多晶立方氮化硼压块的方法。压块是一种以自行粘合的性质（见美国专利3，852，078号和3，876，751号）;用一种粘合介质的方法（见美国专利3，136，615号，3，233，988号、3，743，489号、3，767，371号和3，918，931号）;或者是自行粘合与粘合介质配合的方法而使磨料颗粒结合在一起的块状物。美国专利3，918，219号介绍六方晶系氮化硼催化转化为立方氮化硼，然后再与碳化物块接触而形成一种复合体的方法。立方氮化硼压块是由许多适当地结合在一起而形成一种大的、完整的、坚韧的、有粘结性和高强度的块状物。压块可应用于加工、修整和钻孔（见美国专利3，136，615号和3，233，988号）等用途。

如英国专利1，513，990号所述，可通过高压/高温技术对六方晶系氮化硼粉粒与元素硼或与各种含硼化合物（例如AlB₁₂）的混合物进行处理;或应用真空烧制（vacaum-fired）的六方晶系粉粒来生产过量的表面元素硼，然后再按美国专利4，289，503号中所述的方法将其转化为立方氮化硼，来制造本发明中所用的富硼多晶立方氮化硼。在这些处理过程中，将按一般方法制造的大块多晶立方氮化硼块碾磨成适用于各种磨削和其他用途的粒度。在碾磨过程中，一部分材料通常被破碎得过细，或具有不适用于磨削用途的形状，因此，希望为这类不理想的材料找到用途。此外，通过增加棱边强度和减低脆度（缺乏冲击强度）还可改进目前工业上使用的多晶立方氮化硼压块。因此，希望得到一种改进的多晶立方氮化硼产品。

本发明提供改进了棱边强度和冲击强度的烧结富硼多晶立方氮化硼压块。本发明还提供一种利用碾磨富硼多晶立方氮化硼时所获得的碾磨副产品的方法。制造烧结多晶立方氮化硼的方法包括，将烧结富硼多晶立方氮化硼颗粒放在高温/高压装置内，使所述的富硼立方氮化硼颗粒经受适合将立方氮化硼颗粒进行再烧结的压力和温度的处理;采用的温度低于将立方氮化硼转化成六方晶系氮化硼的再转化温度;采用的时间是使其中的多晶立方氮化硼颗粒进行再烧结。压力和温度的组合，落在氮化硼相图中的立方氮化硼稳定区内。然后，将温度降至足以阻止立方氮化硼再转化成六方晶系氮化硼的温度（一般为1000℃或低于1000℃）范围，随后降低压力，回收再烧结的多晶立方氮化硼压块。本方法令人意想不到的是在无催化剂存在的情况下进行的。其他可能干扰或抑制富硼多晶立方氮化硼颗粒烧结的材料（抑制烧结的杂质）也应该避免使用。此外，可以将诸如烧结金属碳化物的支撑材料放在高压/高温装置中的富硼立方氮化硼颗粒的旁边，以便在原位形成一种带支撑的多晶立方氮化硼压块。理想的压力约为45至80千巴而最佳的温度范围约为1500°-2300℃，但低于立方氮化硼的再转化温度。再转化（或逆转化）温度就是使氮化硼从立方晶体结构再转化为六方晶系的温度。在氮化硼相图中可以看出，此温度沿着平衡线将六方晶系氮化硼稳定区与立方氮化硼稳化区分开（见美国专利3，212，852号;附图6，第三栏66行至第九栏42行）。

本发明的优点包括能制造具有改进的棱边强度的极其坚硬的、耐冲击物体。本发明的另一个的优点是不用加烧结助剂即可生产这类物体。本发明的再一个优点是有利地用传统的碾磨副产品来制造有价值的立方氮化硼压块。根据本文所公开的内容，本发明的优点对于本专业技术人员来说，是显而易见的。

图1至图4以剖面的形式，说明在高压/高温装置，例如在美国专利2，947，611号2，941，241号和2，941，248中所叙述的一类装置中，所使用的反应区组件（或室）的各种不同构形。

下面将详细介绍附图。