[发明专利]一种梯度复合立方氮化硼材料及其制备工艺和应用

权利要求书

1.一种梯度复合立方氮化硼材料，其以立方氮化硼、碳化钛、铝和钴为原料，经烧结制成，其具有以中间层为对称的3层对称梯度结构；

其中，原料中各组分的体积百分比含量为：立方氮化硼70-80vol.％，碳化钛10vol.％，铝5-10vol.％和钴5-10vol.％；其中，立方氮化硼为基体，碳化钛为陶瓷结合剂，铝和钴为金属结合剂；

并且，相对于中间层位置对称的对称层的原料组分含量相同，且厚度对称分布；

立方氮化硼的体积百分比含量由中间层到对称层逐层增加，选自铝和钴中的至少一种组分的体积百分比含量由中间层到对称层逐层减少；

中间层与对称层间的原料组分立方氮化硼的梯度为4vol.％-10vol.％；

中间层与对称层间的铝和钴梯度均为2vol.％-5vol.％；

中间层厚度不小于对称层厚度；

所述原料中各组分为粉末，其中，立方氮化硼、碳化钛、铝和钴的粉末粒径分别为5-10μm、1-5μm、3-5μm和0.5-1μm。

2.根据权利要求1所述的梯度复合立方氮化硼材料，其特征在于，中间层厚度大于对称层厚度，对称层与中间层的层厚比为0.2-0.6。

3.权利要求1所述的梯度复合立方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，包括：将原料分别进行球磨，球磨后干燥过筛；按组成配制3组原料并分别混合；将3组原料分层铺填，预压后真空处理、烧结；

所述球磨以无水乙醇为介质，球磨过程中，研磨球与原料的质量比为10-25：1，球磨时间为24-50h；

所述预压后真空处理包括：预压压力为10-20MPa，真空处理条件为450-600℃真空处理10-15h；

所述烧结包括：在1350℃-1500℃温度烧结并保温，保温时间为5-20min，烧结压力为5.5GPa-6GPa。

4.权利要求1所述的梯度复合立方氮化硼材料在刀具制备领域或耐磨零件加工领域中的应用，其特征在于，所述刀具为机械切削刀具。