立方氮化硼用粘结剂制备工艺

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进入20世纪，人类发明了应用高分子化学和石油化工制造“合成粘合剂”，其品种繁多、附着力强，生产也有了飞跃式的发展。随着化学工业的发展，多种新型粘合剂进入涂附磨具领域，提高涂附磨具的性能，促进涂附磨具工业的发展，粘合剂是磨具与基体结合强度的保证。立方氮化硼（cBN）是一种硬度仅次于金刚石的材料。它具有优良的机械、电学、光学和热学性能，在各种高科技领域具有重要的研究和应用价值。多晶立方氮化硼（PcBN）是以cBN单晶为主要原料，经高温高压烧结而成的一种应用广泛的刀具材料。多晶立方氮化硼是由立方氮化硼颗粒和一定比例的粘结剂在高温高压下烧结而成。粘合剂在多晶立方氮化硼的合成中起着重要作用。添加适当的结合剂可以降低烧结温度和压力，提高烧结体的性能。多晶立方氮化硼粘结剂主要包括金属粘结剂和陶瓷粘结剂。
立方氮化硼用粘结剂,聚晶烧结体及其制备方法如下：
一种用于立方氮化硼的粘合剂，其包含以下质量的组分：铝(Al)2-5份、镁(Mg)6-14份、二氧化硅(sio2)21-50份、石墨烯粉末0.7-2.2份、氧化铬(Cr2O3)24～38份，二硼化钛(TiB2)26～32份，氮化钛(tin)13～27份。
另一个注意事项
1、石墨烯粉的粒径为20-40nm。
2、平均粒径为200～300nm。
此外，制备立方氮化硼多晶复合刀具所需的原料为立方氮化硼60～80份和上述粘结剂20～40份。然后将立方氮化硼混合均匀，制成混合物；然后在60～100mpa的条件下，将混合料压制成坯，得到坯体；最后将坯体在4～6.5gpa、1200～1500℃下烧结5～10min，取出得到立方氮化硼多晶复合刀具。
实验研究得出结论：
当Al作为粘合剂时，Al会在高温高压下与cBN反应生成AlN和AlB2等物质。随着Al含量从5wt.%增加到10wt.%再增加到20wt.%，合成的PcBN的弯曲强度和抗压强度先下降后上升。烧结过程中产生的AlN和AlB2可以与整个PcBN结合，也是容易发生断裂的地方。
然而，当使用TiC作为粘合剂时，由于其惰性强、熔点高，TiC与cBN之间没有发生反应，合成的PcBN仍由cBN和TiC组成。添加10wt.%TiC可以得到最致密的结构，使烧结的PcBN具有良好的力学性能。
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