[发明专利]使用含超合金的PCBN基工具的摩擦搅拌焊接

权利要求书

1.一种聚晶立方氮化硼PCBN复合材料，其包含：

70至95体积%的立方氮化硼CBN颗粒，和

30至5体积%的粘合剂基质材料，CBN颗粒分散在所述粘合剂基质材料中，

所述粘合剂基质材料包含一种或多种超合金，其中所述粘合剂基质材料还包含钨-铼混合物，其中所述粘合剂基质材料包含70至80重量%的钨、15至30重量%的铼和0.1至15重量%的超合金。

2.根据权利要求1所述的PCBN复合材料，其中所述超合金是Ti-Zr-Mo。

3.根据权利要求1所述的PCBN复合材料，其中所述粘合剂基质材料包含75重量%的钨、20重量%的铼和5重量%的超合金。

4.根据权利要求1所述的PCBN复合材料，所述粘合剂基质材料还包含除氧化物以外的形式的铝。

5.根据权利要求4所述的PCBN复合材料，其中氧化物以外形式的铝以粘合剂基质材料的5-10重量%的量存在。

6.一种用于摩擦搅拌焊接的工具，所述工具包括本体部分，所述本体部分包含如权利要求1至5中任一项所述的聚晶立方氮化硼PCBN复合材料。

7.根据权利要求6所述的工具，还包括在第一端处接合到所述本体部分的支承部分。

8.根据权利要求7所述的工具，其中所述支承部分包含不同于第一所述超合金的第二超合金。

9.根据权利要求8所述的工具，其中所述第二超合金是镍-铬-钼合金。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的工具，其中所述支承部分适于在第二端处接合到工具保持器。

11.根据权利要求10所述的工具，其中所述第二端包括螺纹。

12.一种制造聚晶立方氮化硼PCBN复合材料的方法，所述方法包括步骤：

- 提供包含一种或多种超合金以及钨-铼混合物的基质前体粉末；

- 提供包含CBN颗粒的立方氮化硼CBN粉末；

- 混合基质前体粉末和CBN粉末；

- 将混合的基质前体粉末和CBN粉末压实以形成生坯体；

- 在真空下和800℃至1100℃的温度下对生坯体进行脱气；

- 以1300℃至1600℃的温度和至少3.5 GPa的压力烧结所述生坯体以形成如权利要求1所述的PCBN复合材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述复合材料如权利要求1所述。

14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括向所述基质前体粉末添加铝粉的步骤。