[发明专利]一种立方氮化硼聚晶（PcBN）复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种立方氮化硼聚晶（PcBN）复合材料的制备方法，以非化学计量比的氮化钛（TiNX，0.3≤X≤0.6）作为立方氮化硼聚晶复合材料中结合剂的基本组份，与氮化铝（AlN）、碳化钛（TiC）中的一种或二种组成结合剂的组份，与立方氮化硼单晶（cBN）通过高温高压烧结制备出立方氮化硼聚晶（PcN）复合材料，其中采用压力4-6.5GPa，并加热至1400-1650℃，在此压力、温度下保持1-25分钟。其优点是：通过采用立方氮化硼单晶与非化学计量比氮化钛（TiNX，0.3≤X≤0.6）为主的结合剂制备立方氮化硼聚晶复合材料，聚晶中不存在单质元素或合金相，避免了软点的存在，获得的立方氮化硼聚晶复合材料（PcBN）硬度达到38-55GPa，断裂韧性达3.31-4.12MPa·m1/2。

主权项

一种立方氮化硼聚晶（PcBN）复合材料的制备方法，其特征是：以立方氮化硼单晶（cBN）和结合剂为原料，立方氮化硼单晶（cBN）在立方氮化硼聚晶复合材料中的质量百分比为60‑95%，结合剂在立方氮化硼聚晶复合材料中的质量百分比为5‑40%，其中：结合剂是由非化学计量比氮化钛（TiNX，0.3≤X≤0.6）与氮化铝（AlN）、碳化钛（TiC）中的一种或二种组成，结合剂中非化学计量比氮化钛（TiNX，0.3≤X≤0.6）与氮化铝（AlN）、碳化钛（TiC）的质量百分比分别为70‑85%、5‑30%、0‑15%；按以下步骤制备：①.立方氮化硼单晶与结合剂按比例混合；②.将混合好的物料装入模具中，在液压机上冷压制成压坯，压力为60‑100MPa；③.将步骤②获得的压坯装入碳管炉中，并与传压介质组装，形成组装块；④.将步骤③获得的组装块置于高压压机的顶砧之间，开动压机，使组装块获得4‑6.5GPa压力，并加热至1400‑1650℃，在此压力、温度下保持1‑25分钟；⑤.完成后卸除压力并冷却至60℃以下，取出组装块，清除杂物，获得立方氮化硼聚晶复合材料。