[发明专利]一种立方氮化硼复合体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体地涉及一种立方氮化硼复合体及其制备方法和应用。

背景技术

目前，应用于机械加工领域的超硬材料主要是金刚石和立方氮化硼。相较而言，金刚石的硬度高，针对玻璃、宝石等材料有着较高的加工效率；而立方氮化硼的硬度较金刚石略低一些，但是其热稳定性和化学稳定性却明显高于金刚石，特别是在加工铁基、镍基金属的过程中，立方氮化硼不会发生石墨化现象，因而能够有效保证材料的加工精度和磨切具的使用寿命。

但是，立方氮化硼在机械加工领域也并非十全十美，由于其具有较高的化学稳定性，导致立方氮化硼制品中的基体材料很难浸润立方氮化硼以进行化学结合，而光靠机械把持很难有效地提高磨切具的使用效率和服役寿命。基于此，人们在制备立方氮化硼切磨具之前一般都会对立方氮化硼先做表面处理，主流的表面处理方式是在立方氮化硼表面镀覆活性材料涂层。

采用各种物理化学方式在立方氮化硼表面镀覆活性材料涂层能够在一定程度上提高磨切具制品的使用效率和服役寿命。但是，由于活性材料涂层的涂层元素一般具有活泼的化学性质，极易在存放、加热过程中被氧化，这无疑会导致制备所得切磨具中磨料和基体的结合强度有所下降。

综上所述，本领域急需开发一种新型的立方氮化硼复合体以满足日益提高的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的立方氮化硼复合体及其制备方法和应用。

本发明的第一方面，提供了一种立方氮化硼复合体，所述复合体包含：

i)立方氮化硼；

ii)结合于所述立方氮化硼外表面的活性材料涂层；和

iii)结合于所述活性材料涂层外表面的防氧化涂层。

在另一优选例中，所述活性材料涂层与所述立方氮化硼之间为化学结合。

在另一优选例中，所述防氧化涂层与所述活性材料涂层之间为化学结合。

在另一优选例中，所述活性材料涂层与所述立方氮化硼的结合强度为5-500MPa；和/或

所述防氧化涂层与所述活性材料涂层的结合强度为5-500MPa。

在另一优选例中，所述活性材料涂层与所述立方氮化硼的结合强度为10－300MPa，较佳地50－250MPa。

在另一优选例中，所述防氧化涂层与所述活性材料涂层的结合强度为10－300MPa，较佳地50－250MPa。

在另一优选例中，所述活性材料涂层的厚度为100－2000nm；和/或

所述防氧化涂层的厚度为5－500000nm。

在另一优选例中，所述活性材料涂层的厚度为120-1000nm，较佳地150-800nm，更佳地160-500nm，最佳地180-300nm。

在另一优选例中，所述防氧化涂层的厚度为10-100000nm，较佳地50-50000nm，更佳地60-10000nm，最佳地80-1000nm。

在另一优选例中，所述活性材料涂层为钛基涂层。

在另一优选例中，按所述活性材料涂层的总重量计，所述活性材料涂层包含50-99wt％的钛和选自下组的一种或多种元素：

0-15wt％的硼；

0-10wt％的氮：

0-5wt％的铜；

0-5wt％的锌；

0-5wt％的镍；

0-10wt％的铝；

0-5wt％的钴；

0-5wt％的硅；

0-5wt％的铬；

0-5wt％的氧。

在另一优选例中，按所述活性材料涂层的总重量计，所述活性材料涂层包含55-90wt％的钛和选自下组的一种或多种元素：

1-10wt％的硼；

1-8wt％的氮：

1-3wt％的铜；

1-3wt％的锌；

1-3wt％的镍；

1-6wt％的铝；

1-3wt％的钴；

1-3wt％的硅；

1-3wt％的铬；

1-3wt％的氧。

在另一优选例中，所述防氧化涂层为硼基涂层。

在另一优选例中，按所述防氧化涂层的总重量计，所述防氧化涂层包含50-99wt％的硼和选自下组的一种或多种元素：

0-50wt％的钛；

0-10wt％的铜；

0-10wt％的锌；

0-10wt％的镍；

0-10wt％的铝；

0-10wt％的钴；

0-10wt％的硅；