共价键化合物陶瓷结合剂对干切削PcBN刀具复合材料的影响 |
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引用本文: | 邓华,潘天浩,张志超,王明智,邢英,李彧,武迪,赵玉成.共价键化合物陶瓷结合剂对干切削PcBN刀具复合材料的影响[J].超硬材料工程,2017(3):1-12. |
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作者姓名: | 邓华 潘天浩 张志超 王明智 邢英 李彧 武迪 赵玉成 |
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作者单位: | 1.晶日金刚石工业有限公司065201;2.燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室066004; |
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基金项目: | 河北省政府基金项目资助(E2016203425;E2017203223;15041108Z;ZD2017074;ZD2017026);河北省首批青年拔尖人才支持计划基金项目资持(QN20131092;ZX01-20140100-01;JX2014-3;E2015203232;2015T80895) |
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摘 要: | 针对传统PcBN刀具材料由于结合剂的原因,存在整体热稳定性、抗磨损性偏低等问题,文章采用非化学计量比TiN_(0.3)、TiN_(0.3)+AlN及cBN表面镀钛等方法,研究了这些方法对结合剂与cBN界面结合的影响,讨论了界面形成的物相对PcBN性能的影响;文中采用SEM对样品的抛光表面和断口进行观察,利用EDS分析界面处的元素分布,利用XRD分析了样品的相组成;采用阿基米德排水法测量样品的密度,维氏硬度计测量样品的维氏硬度。利用高精密数控车床对PcBN刀具的切削性能进行了测试。结果证明:TiN_(0.3)与cBN复合后的界面通过中间相TiB_2相结合,AlN的加入促进了TiB_2的生成,并改善了TiN_(0.3)与cBN热膨胀系数的失配。cBN表面镀Ti后实现了界面成分的过渡,加入AlN后界面出现了Al元素的聚集。采用TiN_(0.3)作为结合剂主相,在结合相中添加其它强共价键类金属碳化物或氮化物,通过对原料成分与合成条件的控制,烧结后获得了无低熔点或低硬度相致密的PcBN烧结体。PcBN烧结体具有高硬度,高强度,优异的耐高温性和耐磨损性。通过以TiN_(0.3)作为结合剂主相与cBN的结合,成功制备了系列PcBN刀具材料,均被用来对淬火钢等硬质钢进行高速、高精度和高效切削,使以往主要采用磨削加工的难加工材料实现了切削加工。
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关 键 词: | PcBN 共价键化合物 陶瓷结合剂 界面扩散 干切削 |
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