邓 华，潘天浩，张志超，王明智*，邢 英，李 彧，武 迪，赵玉成

(1.晶日金刚石工业有限公司,河北 燕郊 065201;2.燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北 秦皇岛 066004)

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

邓 华1，潘天浩1，张志超2，王明智2*，邢 英1，李 彧1，武 迪2，赵玉成2

(1.晶日金刚石工业有限公司,河北 燕郊 065201;2.燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北 秦皇岛 066004)

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TiN0.3、TiN0.3+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：TiN0.3与cBN复合后的界面通过中间相TiB2相结合，AlN的加入促进了TiB2的生成，并改善了TiN0.3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TiN0.3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TiN0.3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。……