[发明专利]PCBN材料，用于制造其的方法，包括其的工具以及使用其的方法

权利要求书

1.一种由分散在基体中的cBN颗粒构成的PCBN材料，cBN颗粒的含量为PCBN材料的约35-约70体积百分比的范围；该基体包含至少一种含有铝(Al)的化合物和至少一种含有钛(Ti)的化合物；多个cBN颗粒的表面与PCBN材料的基本上平面的表面毗连；其中cBN颗粒的尺寸分布为使得至少约50百分比的总当量圆面积(ECA)源自最高5微米的cBN截距长度；且至少约20百分比的总ECA源自大于5微米的cBN截距长度。

2.权利要求1所述的PCBN材料，其中基体包含一种或多种钛碳氮化物，钛碳化物或钛氮化物。

3.权利要求1或2所述的PCBN材料，其中基体包含铝氮化物和至少一种铝硼化物化合物。

4.前述权利要求中任一项所述的PCBN材料，其中基体包含钛碳氮化物和铝氮化物，其中钛碳氮化物和铝氮化物的组合含量为基体的至少约80质量百分比。

5.前述权利要求中任一项所述的PCBN材料，其中基体包含铌、钽、钒或锆的碳化物、碳氮化物或氮化物化合物。

6.前述权利要求中任一项所述的PCBN材料，其中基体含有钨碳化物颗粒，钨碳化物颗粒的含量大于PCBN材料的3质量百分比。

7.权利要求5所述的PCBN材料，其中金属碳化物颗粒包含钨碳化物，钒碳化物，钼碳化物，钽碳化物或铬碳化物。

8.前述权利要求中任一项所述的PCBN材料，其中基体包含多晶材料，该多晶材料具有至少50纳米(nm)且最多1000纳米(nm)的平均颗粒尺寸。

9.用于切割工具的刀片，其包含前述权利要求中任一项所述的PCBN材料，经构造以使得PCBN材料能够提供使用中的刀刃。

10.使用权利要求9所述的刀片的方法，该方法包括使用刀片来切割具有至少52HRc的洛氏C硬度的钢。

11.权利要求10所述的方法，其中所述钢包含于经构造以使得切割模式为断续的本体中。

12.权利要求11所述的方法，其中连续切割与断续切割的比为至少约50百分比和最多约95百分比。

13.一种制造权利要求1-8中任一项所述的PCBN材料的方法，所述方法包括：

提供cBN聚集体，该聚集体包含多个cBN颗粒，该颗粒具有相对于颗粒当量圆直径(ECD)的质量频度分布，该频度分布具有第一模态和第二模态，第一模态产生大于0微米且最多约3微米的ECD，第二模态产生大于3微米；其中具有大于0微米至最多3微米的ECD的cBN颗粒占cBN聚集体的至少30百分比，且具有大于3微米的ECD的cBN颗粒占cBN聚集体质量的至少20百分比；

组合cBN聚集体与铝(Al)源和钛(Ti)源，或Al和Ti的源，以提供共混的聚集体；

形成包含共混的聚集体的预烧结体并使预烧结体经历足够高的压力和足够高的温度，以提供由分散于烧结基体的cBN颗粒构成的PCBN材料，该烧结基体包含至少一种含有铝(Al)的化合物和至少一种含有钛(Ti)的化合物；

其中在共混的聚集体中的cBN颗粒的质量足以使得在PCBN材料中的cBN颗粒的含量为PCBN材料的约35至约70体积百分比的范围。

14.权利要求13所述的方法，包括将足够的金属碳化物材料引入到共混的聚集体，使得在PCBN材料中的金属碳化物颗粒含量大于3质量百分比。

15.权利要求13或14所述的方法，其中第二模态在最多约20微米的ECD下产生。

16.权利要求13－15中任一项所述的方法，其中Al源为粉末形式。

17.权利要求13－16中任一项所述的方法，其中Ti源为粉末形式。

18.权利要求13－17中任一项所述的方法，包括通过磨碎装置共混cBN颗粒与Al源和Ti源、和或Al和Ti的源。

19.权利要求13－18中任一项所述的方法，包括提供第一cBN聚集体和第二cBN聚集体，第一和第二cBN聚集体各包含各自的多个cBN颗粒；第一cBN聚集体的体积平均ECD(D[4,3])大于0且最多约3微米，第二cBN聚集体的体积平均ECD大于约3微米。