聚晶立方氮化硼(PCBN)的制备及应用研究进展

本文通过CBN与其他刀具材料的对比,指出PCBN的高硬度、高耐磨性和高热稳定性的特点。文献表明有结合剂的PCBN正朝着高断裂韧性、高耐磨性方向发展,同时尺寸越来越大,结合剂体系以金属陶瓷为主,其中陶瓷组分包括TiN、AlN、Si_3N_4、TiC等,金属有Co、Ti、Al等。无结合剂的纯PCBN和表面镀覆PCBN也正在积极研究中,高纯PCBN具有与纯CBN接近的力学性质。根据加工材料的成分和微观结构决定PCBN刀具的应用,努力使切割工具和工具材料标准化。

Si_3N_4-Ni系结合剂聚晶立方氮化硼(PcBN)性能及刀具应用研究

本文研究了Si3N4-Ni系结合剂掺杂合成的PcBN的维氏硬度、抗弯强度、磨耗比、抗冲击韧性、车削性能与结合剂以及各掺杂物相对含量等的关系。采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等仪器设备对PcBN试样进行了微观组织结构和物相分析。分析表明,添加镍粉可有效提高PcBN的硬度和耐磨性,PcBN的烧结情况良好;结合剂对cBN高温润湿情况良好;有新的物相生成。氮化硅的存在添加镀镍氮化硅晶须使PcBN的抗冲击韧性和抗弯强度得到提高;被加工工件的表面粗糙度达到了0.8μm。

聚晶立方氮化硼(PCBN)性能与平均自由程关系的研究

根据Ｇｏｒｌａｎｄ强度理论中平均自由程与材料性能的关系，通过一系列的试验和回归分析，研究了ＰＣＢＮ的内部结构，成份组成与其抗压强度和磨耗比之间的关系，建立了ＣＢＮ粒度、结合剂掺入量与ＰＣＢＮ平均自由程、抗压强度、耐磨性之间的关系式，对提高ＰＣＢＮ的性能具有重要的指导价值。

高韧性聚晶立方氮化硼(PcBN)复合片的研究进展

主要对国内外高韧性聚晶立方氮化硼复合片的研究进展及目前国内聚晶立方氮化硼合成中出现的相关问题进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。

聚晶立方氮化硼的制备方法及应用进展

对近年来国内外聚晶立方氮化硼(polycrystalline cubic boron nitride,PCBN)及其复合片的制备方法和工业应用进行了综述,主要介绍了烧结型、生长型和生长–烧结型聚晶立方氮化硼的制备方法;系统论述了采用直接转化法、钎焊法和一次烧结法制备聚晶立方氮化硼复合片的进展;并对聚晶立方氮化硼在汽车制造、轴承和超精密工具等行业中的应用进行了概述。最后,对聚晶立方氮化硼及其复合片未来发展方向进行了展望。

ZrO_2 (Y_2O_3)增韧的Si_3N_4中介结合的聚晶立方氮化硼

在高温（１４００℃）和超高压（４．２ＧＰａ）条件下制备部分稳定ＺｒＯ_２增韧的Ｓｉ_３Ｎ_４中介结合的聚晶立方氮化硼（ＰＣＢＮ），研究了中介相中ＺｒＯ_２的相变及增韧机理．在ＰＣＢＮ中加入少量Ａｌ粉，可阻止ｔ－ＺｒＯ２形成，达到利用部分稳定的ＺｒＯ２的ｔ－ｍ相变增韧中介相Ｓｉ３Ｎ４的目的．ＺｒＯ_２的ｔ－ｍ相变量在稳定剂Ｙ_２Ｏ_３含量为２．０％（摩尔分数）时达到最大值，ＰＣＢＮ具有较高的抗压强度和磨耗比．ＺｒＯ２对中介相的增韧机理为相变增韧与微裂纹增耕作用的叠加．

聚晶立方氮化硼材料的性能及其应用

介绍了聚晶立方氮化硼合成工艺的特点、材料的性能特征及其主要应用领域。

聚晶立方氮化硼刀具及其制造技术综述

首先介绍了聚晶立方氯化硼（ＰＣＢＮ）刀具的优异性能及其应用领域。然后从几个方面综述了ＰＣＢＮ刀具制造的关键技术及其发展现状。

聚晶立方氮化硼刀具切削数据库管理系统

为实现对 ＰＣＢＮ刀具各种信息的查询及管理，以 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ为平台，运用 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａ－ Ｓｉｃ的数据库接。技术、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ７.０数据库管理系统及Ｍａｔｌａｂ的仿真功能，建立了 ＰＣＢＮ刀具切削数据库管理系统，并对实现过程中有关查询的技术问题进行了深入剖析．实践证 明：该系统除具有一般数据库的性能外，还具有 ＰＣＢＮ刀具有关信息的多媒体咨询及演示功 能．同时运行稳定、操作灵活，实现了 ＰＣＢＮ刀具在加工不同工件时相关信息管理的规范化．

含纳米金刚石的立方氮化硼聚晶的制备

采用在cBN表面进行镀钛、并在PcBN结合剂中加入纳米金刚石的方法,对静压法合成的PcBN的组织结构进行研究。通过对镀钛后的cBN和合成的PcBN样品进行XRD、SEM、显微硬度、致密度分析和热稳定性分析,并与结合剂中不含纳米金刚石的PcBN样品进行对比,研究纳米金刚石的添加对合成PcBN的组织结构和性能的影响。实验结果表明,在有镀钛cBN、Al和Si存在的环境中,采用先升压至5.5 GPa,然后升温至1 400℃,保温保压500 s的合成工艺,在PcBN中未发现纳米金刚石发生石墨化;作为碳源,与Si、Ti、Al等共同作用,在PcBN组织中形成多种耐热、高硬、稳定的化合物。适当过量地加入使得PcBN组织中残留部分未反应的纳米金刚石,不仅提高了PcBN的致密性,而且提高了PcBN的硬度,更为重要的是消除和减轻了"架桥"现象。在合成PcBN的过程中,Ti和纳米金刚石的反应活性最强。结合真空微蒸发镀钛技术,cBN表面镀钛和加入纳米金刚石使PcBN中的各组分之间充分反应形成的多种化合物过渡层,使得PcBN中各相之间有良好的相容性,PcBN的热稳定性得到提高。

不同聚晶立方氮化硼刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁时的磨损对比

选用DBW85、DBC50两种牌号的聚晶立方氮化硼刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁,对两种刀具的使用寿命和磨损情况进行了研究。结果表明:相同车削条件下,高氮化硼含量DBW85刀具的使用寿命高于低氮化硼含量DBC50刀具的,且车削速度越高,其寿命优势越明显;DBW85刀具的主要磨损机理是磨粒磨损、粘结扩散磨损;DBC50刀具的主要磨损机理是微崩刃、粘结扩散磨损。

硬质合金高压熔渗制备聚晶立方氮化硼复合片

在高温高压条件下(HPHT,5.2GPa,1450℃),通过硬质合金基体的高压原位熔渗法,制备了质地均匀的Φ15×5mm的聚晶立方氮化硼(PcBN)复合片。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等考察了PcBN复合片的组织形貌及物相成分,并对其界面复合机理进行了探讨。实验结果表明,硬质合金(WC-Co)基体中WC及Co通过熔渗扩散到立方氮化硼(cBN)层,通过WC、MoCoB、Co3W3C等粘结相,实现了PcBN复合片的界面复合,PcBN层形成致密的"混凝土"结构。

山高刀具推出全新设计的X4聚晶立方氮化硼(PcBN)刀片

山高刀具设计了全新的X4聚晶立方氮化硼（PcBN）刀片，为需要进行淬硬钢严重断续切削的弹性挡圈割槽加工带来了更高的稳定性和更长的刀具寿命。

Al-TiC_(0.47)-B系结合剂对合成聚晶立方氮化硼的影响

研究了 Al- Ti C0 .47- B系结合剂掺杂合成的 PCBN的抗压强度、磨耗比、连续切削性能与结合剂的掺杂量 ,Al、Ti C0 .47各自在结合剂中的含量及合成温度诸因素的关系。然后采用 X射线衍射分析和扫描电镜分析技术对合成的 PCBN试样的组织结构进行了分析 ,揭示了

基于PcBN应用的立方氮化硼触媒法高压高温合成

聚晶立方氮化硼(PcBN)具有优异的高硬度、耐热和耐磨等多种物理性能,已经成为重要的刀具材料,应用领域广阔。立方氮化硼(cBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料,利用cBN的超硬特性,可以制成聚晶立方氮化硼。以六方氮化硼(hBN)为原料,经静态触媒法超高压高温反应,可以得到PcBN特殊要求的cBN。研究了hBN预处理后的粒度和结晶度,合成cBN的二阶升压工艺中暂停时间及台阶压力,诱导剂的添加等工艺变化对cBN合成的影响。采用N2气氛热压烧结法对hBN进行预处理,明显改变了hBN的结晶度,但是其粒度变化不大。对于粒度相近的hBN,其结晶度的变化对cBN合成结果影响更显著。采用较低结晶度的hBN合成cBN时转化率较高,cBN晶体的粒度相对较小,正是合成PcBN的理想原料。合成cBN时,台阶压力高,cBN成核较多;台阶压力低,成核少;台阶压力低时,晶粒较大,晶形明显变好。随着暂停时间的延长,cBN的成核率降低,产量减少,粒度明显增大,晶形完整率提高。通过添加B、Si或Ce等晶形诱导剂,可以调整cBN晶体的颜色、晶形和杂质含量等。为了得到用于制备PcBN的高质量cBN,控制合成工艺条件为:台阶压力4.0GPa,终态压力4.6GPa,暂停时间15s,合成温度1 390℃。

基于正交试验分析的电火花放电磨削聚晶立方氮化硼复合片工艺

聚晶立方氮化硼(PCBN)材料具有高温抗热性和高硬度,是干式车削硬态材料的最佳选择,在黑色金属加工领域得到越来越广泛的采用。目前,电火花放电磨削加工是应用广泛的聚晶立方氮化硼焊接刀具加工方法之一。以GE公司PCBN复合片8200作为试样材料,采用正交试验法,在超硬刀具电火花磨削加工机床上加工PCBN复合片,结合扫描电镜观测、粗糙度仪测试,选取电极旋转线速度、峰值电流、脉冲宽度作为主要工艺参数,以材料去除量、电极损耗作为加工效率的评价指标,以样品加工表面粗糙度、变质层厚度作为加工质量评价指标,分析电火花放电磨削加工PCBN材料的工艺。试验结果表明:当电极旋转线速度60m/min、峰值电流2A、脉冲宽度20μs时,PCBN的去除量为1.1mm^3,电极损耗为3.2mm^3,PCBN样品加工面的表面粗糙度达到R_a0.8μm,变质层厚度为12μm,得到比较满意的加工效果。

聚晶立方氮化硼刀具材料的发展和应用

1研究背景 在机械加工中，正确选择和应用刀具材料至关重要。超硬刀具材料有两种：立方氮化硼（CBN）和金刚石。金刚石硬度最高，可达10000HV，CBN的硬度仅次于金刚石。金刚石刀具仅适合加工非铁金属材料和非金属材料；而CBN刀具对黑色金属（含铁族元素的金属）呈化学惰性，且耐高温，在这个领域中，切削效果最好。CBN刀具也适合用于一切硬脆材料的加工。

立方氮化硼聚晶刀具及其研制

在介绍了立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具的性能特点和应用范围后，着重介绍了PCBN纯聚晶镶嵌刀具的制造工艺，包括PCBN的制造、镶嵌及PCBN刀具的刃磨技术和几何参数，及其在淬硬钢、热喷涂材料、淬硬铸铁加工及断续切削与粗车等方面的应用。

聚晶立方氮化硼刀具电火花放电磨削分析

以国产不同粒度的聚晶立方氮化硼复合片试样作为研究对象,选取电极转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔作为主要工艺参数,以材料去除量、电极损耗作为加工效率的评价指标,以试样表面粗糙度值作为加工质量评价标准,结合扫描电镜观测、能谱分析、粗糙度仪测试,分析主要工艺参数对放电磨削加工的影响。实验结果表明:研究表明:PCBN电火花放电磨削加工的机理是高温熔化黏结剂,从而导致聚晶立方氮化硼颗粒脱落而实现磨削去除,过程中还伴随着元素间的置换和氧化;PCBN粒度对电火花放电磨削加工效率和质量的影响不如放电加工工艺参数的影响显著;材料去除量、电极损耗随着电极旋转速度的增加、开路电压的增大均有不同幅度的增加;随着峰值电流的增加,材料去除量增加,电极损耗减小,工件材料的表面粗糙度值增大。