[发明专利]一种整体PCBN刀片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种整体PCBN刀片及其制备方法，该制备方法包括：1）将钴粉、镍粉、硅粉、钯粉在保护气的存在下进行热处理，然后冷却、初次球磨得到球磨物；2）将球磨物、氧化铝、氮化钛、碳化硅进行二次球磨得到混合物；3）将混合物、钛酸钾晶须、石墨烯进行混合得到粘结剂；4）将CBN单晶粉、粘结剂混合，接着在保护气存在下进行压制得到整体PCBN刀片。本发明整体PCBN刀片具有优异的断裂韧性，且工序简单、原料易得。

技术领域

本发明涉及PCBN刀片，具体地，涉及一种整体PCBN刀片及其制备方法。

背景技术

随着制造技术的迅猛发展，切削加工作为制造技术的基础工艺，进入了以发展高效切削、开发新切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新发展阶段。与此同时，制造技术和难加工材料的发展推动着刀具技术的发展，刀具技术也向着高态切削、高速切削、高精度和干式加工的方向发展。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，在汽车、航空航天、能源、军事、模具等领域发挥着重要作用。

在机械加工中，刀具材料是决定加工效率、加工质量和加工成本的关键因素之一，正确选择和应用刀具材料至关重要。现代刀具材料主要是高速钢、硬质合金和陶瓷，它们主要的硬质相成分是碳化物、氮化物和氧化物，加上粘结材料后，刀具的硬度在HV2000以下。对于某些现代难加工材料的加工，上述硬度已不能满足要求，于是超硬刀具材料便应运而生。PCBN（聚晶立方氮化硼）刀具、陶瓷刀具、涂层刀具等均具有很高的硬度、耐磨性和化学稳定性，能满足高速切削、干式切削、硬态切削等绿色制造的要求。由于PCBN刀具在加工精度、切削效率、刀具寿命等各个方面具有无可比拟的优越性，因此，PCBN刀具的推广和应用可创造巨大的经济效益。

虽然PCBN刀片具有优异的硬度、耐磨性、热稳定性、导热性、杨氏模量、热膨胀，但是PCBN刀片的断裂韧性较差，不及陶瓷刀具的一半，进而限制了PCBN刀片的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体PCBN刀片及其制备方法，该整体PCBN刀片具有优异的断裂韧性，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种整体PCBN刀片的制备方法，包括：

1）将钴粉、镍粉、硅粉、钯粉在保护气的存在下进行热处理，然后冷却、初次球磨得到球磨物；

2）将球磨物、氧化铝、氮化钛、碳化硅进行二次球磨得到混合物；

3）将混合物、钛酸钾晶须、石墨烯进行混合得到粘结剂；

4）将CBN单晶粉、粘结剂混合，接着在保护气存在下进行压制得到整体PCBN刀片。

本发明还提供了一种整体PCBN刀片，该整体PCBN刀片通过上述的制备方法制备而得。

在上述技术方案中，本发明首先通过钴粉、镍粉、硅粉、钯粉进行热处理、球磨得到球磨物；然后添加氧化铝、氮化钛、碳化硅进行二次球磨得到混合物，最后添加钛酸钾晶须、石墨烯进行混合得到整体PCBN刀片。该粘结剂在各个组分的共同作用下使得制得的整体PCBN刀片具有优异的韧性，进而便于整体PCBN刀片的推广。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种整体PCBN刀片的制备方法，包括：

1）将钴粉、镍粉、硅粉、钯粉在保护气的存在下进行热处理，然后冷却、初次球磨得到球磨物；

2）将球磨物、氧化铝、氮化钛、碳化硅进行二次球磨得到混合物；