一、資料收錄國際、國內金剛石鉆探工具制備技術和工藝及產品應用

    新技術、信息量大，配方全，是金剛石生產與研制、應用廠家提

    高產品質量，新產品開發必備資料

一、資料收錄國際、國內金剛石切削刀具制備技術和工藝及產品應用

    新技術、信息量大，配方全，是金剛石生產與研制、應用廠家提

    高產品質量，新產品開發必備資料

各位讀者：大家好！

          立方氮化硼是由六方氮化硼和觸媒在高溫高壓下合成的，是繼人造金剛石問世后出現的又一種新型高新技術產品。它具有很高的硬度、熱穩定性和化學惰性，以及良好的透紅外形和較寬的禁帶寬度等優異性能，它的硬度僅次于金鋼石，但熱穩定性遠高于金鋼石，對鐵系金屬元素有較大的化學穩定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分優異，不僅能勝任難磨材料的加工，提高生產率，還能有效地提高工件的磨削質量。立方氮化硼的使用是對金屬加工的一大貢獻，導致磨削發生革命性變化，是磨削技術的第二次飛躍。

      工業生產的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面鍍金屬的，顆粒尺寸通常在1毫米以下。它具有優于金剛石的熱穩定性和對鐵族金屬的化學惰性，用以制造的磨具，適于加工既硬又韌的材料，如高速鋼、工具鋼、模具鋼、軸承鋼、鎳和鈷基合金、冷硬鑄鐵等。用立方氮化硼磨具磨削鋼材時，大多可獲得高的磨削比和加工表面質量。

           2017新版《立方氮化硼切削刀具制造工藝配方精選匯編》

   立方氮化硼刀具,cBN燒結體配方,cBN涂層刀具  國內外著名公司、科研院校技術

【資 料 內 容】立方氮化硼切削刀具制造工藝

【資料形式一】紙質合訂本（共８４２頁，含上下冊）

【資料形式二】電子版：光盤（PDF文檔）

        （電子版：電腦用可閱讀、打印、存檔）

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【資料價格】

合訂本：RMB1480元     電子版：RMB1360元

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　　CBN具有較高的硬度、化學惰性及高溫下的熱穩定性，因此作為磨料CBN砂輪廣泛用于磨削加工中。PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性，能在高切削速度下長時間地加工出高精度零件（尺寸分散性?。?，大大減少換刀次數和刀具磨損補償停機所花費的時間。因此，很適合于數控機床及自動化程度較高的加工設備，并且能使設備的高效能得到充分發揮。立方氮化硼燒結體具有高的強度，同時保持立方氮化硼的原有理化性能，可制成直徑達16毫米的圓片，切割加工成適當形狀后，作為車刀和鏜刀的刀頭，適于切削淬火鋼、鑄鐵和鎳基合金等。因此，在加工中，大力推廣CBN刀（磨）具是提高制造技術的有力措施。CBN材料無論制作刀具或制作磨具，應用于高速切削或磨削，都可收到提高產品質量、提高加工效率、縮短加工周期和降低加工成本等顯著效果。

　　立方氮化硼（簡稱CBN）利用超高溫高壓技術制成的一種無機超硬材料。具有僅次于金剛石的高硬度（8000~9000HV）和耐磨性，能在高速切削下保持精度；具有比金剛石更好的熱穩定性，高溫硬度高于陶瓷，在1300~1400℃高溫下，其主要性能保持不變；化學穩定性好，在1000℃以下時不發生氧化現象，與鐵系金屬在1200~1300℃時也不易起化學反應。在高速下切削淬火鋼、冷硬鑄鐵時，粘結和擴散磨損比較??；熱導率較高，摩擦系數較小，熱導率雖比金剛石?。s為金剛石的1/2），但遠高于陶瓷刀具。

　　隨著我國各大科研院所和生產單位的不斷研發和技術積累，國內立方氮化硼刀具的制造已經達到國際先進水平。為了讓生產企業及時掌握國內外新技術發展、制造工藝配方資料情報，做好新技術產品優化和開發新產品工作，北京恒志信科技發展公司組織有關專家收集整理的本篇新技術匯編專集。

　　本篇是為了配合國家產業政策向廣大企業、科研院校提供的我國及國外最新立方氮化硼刀具制備技術工藝配方專利匯編技術資料。資料中每個項目包含了詳細的技術制造方法,現有技術問題及解決方案、產品生產工藝、配方、產品性能測試，對比分析。信息量大,實用性強,是從事新產品開發、參與市場競爭的必備工具。

　　資料分為為精裝合訂本和光盤版，內容相同，用戶可根據自己需求購買。歡迎新老客戶選購。特快專遞郵寄。資料分為上、下兩冊，A4紙大，共842頁現貨發行，歡迎訂購！

【資 料 內 容】立方氮化硼切削刀具制造工藝

【資料形式一】紙質合訂本（共８４２頁，含上下冊）

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合訂本：RMB1480元     電子版：RMB1360元

《立方氮化硼切削刀具制造工藝配方精選匯編》

立方氮化硼刀具,cBN燒結體配方,cBN涂層刀具  國內外著名公司、科研院校技術

 內容描述

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１    采用所述表面粗糙化處理方法處理所得的改性立方氮化硼基體及立方氮化硼涂層刀具制作技術

        刀具硬度及斷裂韌度高，具有良好的切削性能和耐磨性，質量穩定，使用壽命長，適合推廣使用。解決了涂層和刀具基體之間

        的結合力不強，導致涂層材料脫落，導致切削時刀具整體性能差，不能很好的滿足使用的要求的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．１

２    燕山大學研制的立方氮化硼聚晶及立方氨化硼聚晶刀具復合材料的制造工藝

        用來制作加工浮硬鋼、冷硬鑄鐵、超高強度鐵族合金、鐵合金等難加工金屬，解決傳統的ＰｃＢＮ結合劑包括金屬、陶瓷復合

        結合劑，其中金屬結合劑易氧化，質軟，耐熱性差；陶瓷結合劑燒結溫度高，韌性低；而金屬陶瓷復合結合劑單元素金屬或合

        金物質殘留會降低ＰｃＢＮ的高強度、硬度及耐熱性的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１

３    鍍鎳立方氮化硼復合刀具材料的制備技術

        解決現有ｃＢＮ粉體與結合劑之間無界面結合力，僅靠結合劑對ｃＢＮ顆粒的機械鑲嵌作用制備復合材料所造成的加工效率低、

        使用壽命短，存在著樣品尺寸小、設備難以維護調整等諸多問題。適用于鐵系合金的加工磨削，鋼鐵制品的精密加工研磨工藝．．．．．．１９

４    蘇州科技學院研制高頗感應加熱釬焊聚晶立方氮化硼刀具的制作技術工藝

        改進的配方釬料中含有一定的ＴＩ粉，能夠提高釬焊潤濕性，促進聚晶立方氮化硼中的立方氮化硼、各種陶瓷相與釬料發生界

        面反應，釬焊效果好，且成本低。解決ｃＢＮ和粘結劑的化學惰性，普通釬料對ＰｃＢＮ較難實現潤濕的技術問題．．．．．．．．．．．２９

５    聚晶立方氮化硼刀具的真空釬焊技術

        制造的刀具可用于高效加工高韌性的金屬材料。解決現有技術由于ｃＢＮ和粘結劑的化學惰性，普通釬料中的大多數金屬對聚

        晶立方氮化硼的濕性較差，很難實現聚晶立方氮化硼的釬焊的技術工藝問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３４

６    日本住友電工硬質合金株式會社研制表面被覆氮化硼燒結體刀具制品制備技術

        是一種優化ｃＢＮ顆粒的粒度分布，則即使當進行浮火鋼等的加工時，也能夠防止復合燒結體破損。改善耐磨性和耐破損性的

        技術。能夠穩定并延長工具的使用壽命。抑制復合燒結體內月牙洼磨損的發生，從而能夠保持復合燒結的切削刃的強度．．．．．．．．．４０

７    聚晶立方氮化硼刀具表面復合硬質涂層制備方法

        增強基體與功能層間的結合力，提高刀具的切削性能并延長其使：用壽命。用于高速鋼、硬質合金、陶瓷的主要硬質成分是碳

        化物、氮化物和氧化物等現代工程材料加工，解決涂層與刀具間的結合力變差，在實際切削加工中常見涂層脫落失效的問題．．．．．．．６１

８    低融結合劑ｃＢＮ復合材料的制備方法

        使成型坯體在較低的溫度下，尤其是在６５０～８００℃的低溫范圍內即可達到致密燒結，低溫常壓放電等離子體燒結能避免

        立方氮化硼的六方轉化，放電等離子體使燒結體內部各個顆粒均勻的自發產生焦耳熱，并活化顆粒表面，有效利用顆粒間的自

        身發熱作用而進行燒結，得到的ｃＢＮ復合刀具材料具有較高質量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６８

９    無結合劑聚晶氨化硼復合體制備技術及用途

        比現有技術（大于９．０ＧＰａ、２２００～２４００℃）更加溫和，在較低溫度（低至１５００℃）和壓力（低至５Ｇｐａ）

        下合成ＰｃＢＮ聚晶體，對設備要求低，推廣性好：硬度高（３５～４５Ｇｐａ）、抗彎強度高（０．９７～１．６ＧＰａ）

        的特點，可以經過后續加工作為超硬刀具的刀頭，解決合成的ＰｃＢＮ刀具韌性差、抗沖擊性能低。ＰｃＢＮ的硬度、韌性都

        會受到影響的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７６

１０ Ｎｉ－Ｐ納米立方氮化硼復合鍍層的制備技術及在刀具制品中的應用

        解決常規化學鍍方法中存在的制備工藝繁瑣，復合鍍層表面粗糙，孔隙率高的問題。制備的納米立方氮化珊的復合鍍層表面均

        勻致密，結合力好，硬度耐磨性提高了近４倍，且具有優異的耐腐蝕性，拓寬了超硬材料的應用領域．．．．．．．．．．．．．．．．．８２

１１ 美國戴蒙得創新股份有限公司技術復合刀具制造和它們在用于加工鑄鐵、硬化鋼和其它金屬的高性能加工中的用途

        解決制造更高切削速度的切削工具硬度、耐磨性、高溫穩定性和對化學磨損的抵抗力等技術問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９３

１２ 含有立方氮化硼、纖特礦型氮化硼、陶瓷、金屬的切削刀具材料的制備技術

        它適用于切削，適用于抵抗磨損和沖擊。制得的切削材料可以在更低的壓力和溫度條件下燒結，提高了最終產品的硬度。解決

        在高速切削、在切削黑色金屬材料時，在切削刃上容易出現缺陷和裂紋，縮短了工具使用壽命的問題．．．．．．．．．．．．．．．．１０４

１３ 國內研制新氮化硼超硬材料制備技術和用途

        具有高硬度和剛性的氮化硼材料可以制成各種切削工具、拉絲工具和研磨工具，滿足了現代機械行業對刀具越來越高的硬度要

        求。解決刀具在高速切削、尤其在切削黑色金屬材料時，在切削刃上容易出現缺陷和裂紋，這縮短了工具的壽命的問題．．．．．．．．１１１

１４ 鄭州大學研制的結合劑配方、聚晶立方氮化硼刀具制備技術

        是對鈦合金、高溫合金等難加工材料用聚晶立方氮化硼（ＰｃＢＮ）刀具進行加工的技術，結合劑為金屬陶瓷結合劑，兼具金

        屬結合劑和陶瓷結合劑的優點，克服金屬結合劑的缺點：解決陶瓷結合劑韌性差的難題，制備的聚晶ｃＢＮ刀具，其彎曲強度

        可達３５０－４５０ＭＰａ，硬度可達４５－５５ＧＰａ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１６

１５ 使用納米金屬助劑制成的ｃＢＮ多晶燒結體配方及其立方氮化硼刀具材制備技術

        它可作為整體ｃＢＮ聚晶切削刀具，可用于鑄鐵、淬硬鋼，耐熱鋼合金等難加工的半精車、精車和銑削。針對國內生產制造多

        晶立方氮化硼刀具產品種類較少，質量較差，整體實力依然薄弱的問題而研制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２２

１６ 日本住友電氣工業株式會社研制適用作鐵基材料的切削工具、耐磨工具和研磨工具用的立方氮化硼多晶體材料的制備技術

        解決ｃＢＮ燒結體中由于粘合劑造成燒結體的強度、耐熱性和熱擴散性降低，特別是在高速切削鐵系材料時，熱負荷增大且切

        削刃容易崩裂和產生裂紋，從而縮短工具壽命的問題。立方氮化硼多晶體包含具有微細晶粒尺寸的立方氮化硼，工具可用于涉

        及大負荷的高速微加工．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２８

１７ 四川大學研制金剛石－立方氮化硼萬能型超硬材料和刀具制備技術

        兼具金剛石與立方氮化硼兩種特性而研制的高硬度與高熱穩定性新型超硬材料。作為車削淬硬鋼和非含鐵族元素材料，硬度高

        達７４ＧＰａ優于立方氮化硼單晶與天然的金剛石單晶的硬度。刀具材料具有高達７９７℃的熱穩定性，對淬硬鋼和花崗巖的

        切削性能優于傳統人造立方氮化硼聚晶和金剛石聚晶．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４３

１８ 歐洲六號元素有限公司技術，ＰｃＢＮ刀具材料制備、工具元件制造及用途

        延長了ＰｃＢＮ刀具材料在使用的時候具有良好的工作壽命。材料通過混合ｃＢＮ晶粒和Ａｌ晶粒并且在至少１５００攝氏度

        和４．５ＧＰａｒ燒結來制備立方氮化硼陶瓷。解決現有技術所存在的技術問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５３

１９ 日本住友電工硬質合金株式會社技術資料

        一種切削工具制備技術，在高負荷和高效切削條件下，該切削工具仍允許穩定地加工，其包括基材和形成于該基材上的覆膜制

        造內容。解決提高使用立方氮化硼燒結體等作為基材的如何延長切削工具的使用壽命問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６５

２０ 日本住友電工硬質合金株式會社技術資料

        有優異的耐磨性和抗斷裂性的高ｃＢＮ含量立方氮化硼燒結體制備技術，適用于由熱沖擊導致的損壞占主要的鑄鐵的切削，由

        機械摩擦導致的損壞占主要的燒結合金的切削。解決現有工件變得更加豎硬、更加難以切削、且形狀更加復雜，切削復雜的形

        狀常常涉及到斷續切削，這增加了以下情況的出現次數：機械磨損和邊緣斷裂導致工具使用壽命縮短的問題．．．．．．．．．．．．．１８１

２１ 廣東工業大學研制的改善自潤滑聚晶立方氮化硼（ＰｃＢＮ）刀具配方制備技術

        刀具既可以保證硬度、韌性，又降低了刀具與鑄鐵材料的摩擦系數，延長了刀具的壽命。適合切削高性能鑄鐵（球墨鑄鐵、蠕

        墨鑄鐵、可鍛鑄鐵）高速干切削的ＰｃＢＮ刀具材料，針對現有技術的不足提出一種新型刀具的制備技術和工藝．．．．．．．．．．．１９５

２２ 東北大學研制一種Ａｌ２０３－Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－ｃＢＮ陶瓷刀具材料及其制備技術

        解決現有生產技術和工藝均不同程度存在原料成本高、反應條件苛刻、操作復雜、成本高、性能不夠理想等問題。在材料中添

        加少量ｃＢＮ可以增強材料的硬度和刀具的切削性能。該材料可用于加工，諸如淬火鋼、鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等＂

        難加工＂材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２００

２３ 中國北京地質大學研制，強化聚晶立方氮化硼復合超硬刀具材料的制備技術，

        是根據市場需求而研制的一種高溫高壓燒結合成超硬復合材料的新技術，制備的強化ＰｃＢＮ復合超硬材料兼具有ＰｃＢＮ的

        韌性，和媲美天然金剛石材料的超高硬度，解決了現代機械加工行業對刀具越來越高的要求以及某些極超硬材料在應用方面的

        技術問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１２

２４ 美國戴蒙得創新股份有限公司技術

        使用不同ＰｃＢＮ層制造的多晶立方氮化硼（ＰｃＢＮ）體的技術。涉及制造多晶立方氮化硼（ＰｃＢＮ）體的方法，其通過

        使用穿過不同堆疊層的不同濃度的ｃＢＮ粉末和陶瓷粉末麗改進所述ＰｃＢＮ體的焊接特征，從而充分地消除了由于相關技術

        的限制和不足而導致的一種或多種問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１９

２５ 瑞典山特維克知識產權股份有限公司研制的ｃＢＮ材料制造的技術工藝及刀切工具用途

        解決當制造包含ＴｉＮ和／或ＴｉＣＮ的粘結劑基質的ｃＢＮ工具時，形成粘結相的粉末ＴｉＮ或ＴｉＣＮ是亞化學計量的，

        這些類型的粉末難以在均質組成下產生，并且因此是昂貴的的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３５

２６ 歐洲山高刀具公司研制改進的耐磨性能用于涂覆該刀片的方法和用于在加工不銹鋼、超合金和硬化鋼上的用途

       在高溫下的金屬切削應用中提高的耐磨性和刀刃完整性，延長工具使用壽命。是在操作過程中改進工具壽命的新材料技術．．．．．．．２５１

２７ 中原工學院研制一種具有高耐磨性和足夠韌性的聚晶立方氮化硼刀具材料制備技術

        采用六面頂壓機超高壓高溫燒結制備成細粒度聚晶立方氮化硼刀具材料，具有高耐磨性和足夠韌性。刀具用于以下的材料，如

        各種（硼）鑄鐵、浮硬鋼、高溫合金、高鉆硬質合金、表面噴涂材料、黑色粉末燒結金屬等高硬度、耐磨等難以用普通刀具進

        行加工的工件材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２６３

２８ 南京航空航天大學研制立方氮化硼涂層刀具制備技術工藝

        適用于加工各種淬硬鋼、冷硬鋼等難加工材料。是大功率高溫電子器件的首選材料。主要針對硬質合金基底與金剛石過渡層結

        合力差，以及無法用一般直流偏壓系統對不導電襯底及金剛石過渡層施加偏壓的問題而研制的使用直流等離子體噴射化學氣相

        沉積法在Ｓｉ３Ｎ４襯底上以摻硼金剛石為過渡層沉積立方氮化硼刀具涂層的制備方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２７３

２９ 高韌性的聚晶立方氮化硼復合材料制備及切削刀具技術

        改善了立方氮化硼的表面化學結構和組成，提高了燒結的聚晶立方氮化硼復合刀具材料的抗沖擊韌性和切削效率，解決使用過

        程中容易出現＂崩刀＂現象，不僅破壞被加工工件，甚至出現對設備的損害或操作者的傷害事故，停止加工過程，更換新的刀

        片，成本增加的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２８１

３０ 氧化鋯纖維增韌立方氮化硼聚晶復合材料及其金屬加工刀具材料技術

        產品性能優良，具有斷裂韌性好、抗沖擊性能高等特點，可以大大避免崩刀現象，加工成的刀具可用于加工硬度ＨＲＣ４５以

        上的工件材料，如，各種灰鑄鐵、淬硬鋼、高溫合金、高鈷硬質合金、表面噴涂材料、黑色粉末燒結金屬、鐵合金、純鎳、純

        鎢等高硬度、耐磨等難以用普通刀具進行加工的工件材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２８９

３１ 日本三菱綜合材料株式會社技術

        在由合金鋼、軸承鋼等淬火材構成的高硬度鋼的斷續切削加工中，能夠抑制崩碎或缺損的發生，并且能夠經長期使用過程中維

        持優異的切削性能的ｃＢＮ燒結體切削工具，解決在通常的條件下進行切削時并無特別的障礙，但是在進行要求更負荷的切削

        條件的斷續切削加工時，韌性不充分而容易發生工具刀尖的崩碎或缺損，存在無法長期使用而維持充分的切削性能問題．．．．．．．．２９６

３２ 燕山大學研制一種設備簡單、操作簡便、燒結速度快、能防止向六方氮化硼轉變的立方氮化硼燒結體制備技術用途

        能夠完全反應掉ＳＰＳ燒結過程中ｃＢＮ轉化成的ｈＢＮ，且生成堅硬的化合物，使ＣＢＮ燒結體的彎曲強度極大的提高，燒

        結速度快，可燒結出較大尺寸的燒結體，彎曲強度可達３５０～４６０ＭＰａ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３０８

３３ 美國戴蒙得創新股份有限公司技術

        用于制造切削工具的燒結復合片制備技術及立方氮化硼（ｃＢＮ）切削工具和制造具有改進的耐磨性和韌度的ｃＢＮ切削工具

        的方法，與目前可得的材料相比，由ｃＢＮ加上一定量的石墨烯的組合物形成的工具能夠以更高的速度操作并且耐用時間更長。

        解決ＰＣＢＮ復合片在機械加工應用中由于斷裂而更易于破壞的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１４

３４ 日本住友電氣工業株式會社技術，立方氮化硼復合多晶體制造技術

        可用于切削黑色金屬材料用切削工具和耐磨工具的立方氮化硼復合多晶體、包含在多晶體的切削工具、拉絲模具和研磨工具的

        應用，解決燒結體中粘合劑影響燒結體的強度、耐熱性和熱擴散性，在切削黑色金屬材料時，在切削刃上容易出現缺陷和裂紋，

        這縮短了工具的壽命問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３２７

３５ 歐洲六號元素有限公司研制包含氯化物鹽化合物的立方氮化硼（ｃＢＮ）晶體或多個晶體，適用于電鍍的磨削工具

        具有維持粗糙晶體表面和減少使用中的晶體的碎片尺寸的效果，延長使用該材料的研磨工具的總壽命．．．．．．．．．．．．．．．．３４４

３６ 日本技術，立方氮化硼燒結體工具的制備技術

        提高了ｃＢＮ燒結體和接合層之間的接合力，ｃＢＮ結體被牢固并且高剛性地接合至工具基材，使得其可以承受近些年來所要

        求的嚴苛條件。解決ｃＢＮ燒結體與工具基材之間粘結力的不充分，使得ｃＢＮ燒結體在加工過程中脫落，從而導致工具無法

        使用的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３６２

３７ 立方氮化硼復合鉗子工具制作方法

        具有硬度強、耐磨性好的優點。解決現代建筑、機械材料的硬度和強度提高，采用普通的鋼合金鉗子己剪不斷某些特殊金屬合

        金或鉗子的鉗口磨損較大，再加上有些普通鉗子中鐵含量高的話，時間長了氧化生銹較嚴重的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．３８５

３８ 河北燕山大學研制的立方氮化硼聚晶（ＰｃＢＮ）復合材料的制備方法

        修改的結合劑制備的立方氮化硼聚晶中，是ＴｉＮ、ＡＩＮ、ＴｉＣ和ＴｉＢ２，均屬于高硬度難熔化合物，其耐熱溫度均在

       １４００℃以上。聚晶復合材料（ＰｃＢＮ）硬度達到３８－５５ＧＰａ，斷裂韌性達３．３１－４．１２ＭＰａ?ｍ１／２．．．．．．３９２

３９ 立方氮化硼復合材料配方及由其制備的螺桿和制造方法

        解決高溫特種工程塑料的行業不斷的發展，塑料填料的硬度很高，對普通不銹鋼螺桿的磨損很大，嚴重影響了螺桿的使用壽命

        的問題。螺桿比普通不銹鋼螺桿更硬、更耐磨，使用壽命是普通不銹鋼螺桿的５～６倍，能夠長期用于高填充的材料加工．．．．．．．３９９

４０ 吉林大學開發的一種高效耐磨切削工具制造技術工藝

        適用于各種碎巖鉆頭用的切削齒，也涉及到金屬切屑刀頭用的復合切削工具應用到切削巖石鉆頭中，可以提高鉆頭的切削巖石

        效率和使用壽命；切削面產生的溝槽形結構能夠改善了切削工具的抗沖擊性、局部水力學狀態、切削條件和排屑環境，可以提

        高機械鉆速和使用壽命．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４１４

４１ 納米金屬結合劑配方及使用該結合劑制成的聚晶ｃＢＮ復合片技術

        聚晶ｃＢＮ復合片通過在聚晶層配方中采用納米金屬結合劑，突破ＰｃＢＮ復合片高抗沖擊韌性和高抗彎強度的技術瓶頸，增

        加了刀具的抗沖擊性能，延長的刀具的使用壽命，其可用于鑄鐵、淬火鋼，粉末冶金，耐熱鋼等難工的半精車、精車和銑削．．．．．．４２２

４２ 吉林師范大學研制聚晶立方氮化硼（ｐｃｂｎ）復合片的制備技術

        其燒結體組織結構均勻致密，并與硬質合金基體形成高強度的復合，提高了基體韌性?？梢韵勰┗炝瞎ば蛞氲奈廴?，合

        成的ｐｃｂｎ產品穩定性高，適用于冷硬鑄鐵、耐熱合金及淬硬鋼等材料的精密加工領域，解決燒結組織結構不均勻＂架橋＂、

       ＂團聚＂現象，產品穩定重復性差等問題，嚴重的影響ＰｃＢＮ工具的性能等問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２８

４３ 山東大學開發的立方氮化硼刀具材料快速制備技術

        按燒結溫度和燒結壓力低，燒結過程可控性強，燒結后的立方氮化硼刀具材料成分均勻，性能優異，彎曲強度、斷裂韌性大大

        提高，解決國內生產的立方氮化硼刀具材料性能較低，難以滿足使用要求，高性能的立方氮化硼刀具材料主要依賴進口的問題．．．．．４３４

４４ 南京航空航天大學研制出具有超硬膜涂層的刀具制備技術

        制備的復合涂層表面光滑、摩擦系數低、硬度高、耐磨性高，且與刀具基體附著良好。該涂層刀具不僅適合加工有色金屬、非

        鐵合金、非金屬材料，也適合加工鋼鐵等材料；不僅適合用于半精加工，也適合用于精加工，解決硬質合金刀具中鈷等鐵系金

        屬對金剛石成核和生長的不利影響，提高了膜的附著力的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４４２

４５ 使用射頻磁控濺射法以微／納米金剛石為過渡層沉積立方氮化硼刀具涂層的制備技術

        提高ｃＢＮ涂層與基體的結合強度３０％以上，提高ｃＢＮ涂層刀具應用范圍，解決涂層與硬質合金基底結合性能較差的問題．．．．．４５０

４６ 美國鈷碳化鎢硬質合金公司技術，ＣＶＤ涂覆的多晶立方氮化硼切削刀具制造技術工藝

        涂覆的切削刀具在３５００ｓｆｍ的切削速度下表現出的切削使用壽命比現有技術切削刀具的使用壽命增加了１７７％．．．．．．．．４６２

４７ 日本研制具有通過接合部接合的ｃＢＮ制切削刃部和ＷＣ基硬質合金制刀片主體的具有更加優異的接合強度的ｃＢＮ刀片制造

        技術解決ｃＢＮ本身加工困難且高價，而且韌性較低且容易折損，在高負荷加工中切削刃部脫落的問題．．．．．．．．．．．．．．．４８０

４８ 日本著名企業研制的表面被覆立方氮化硼燒結體材料制備技術

        解決在立方氮化硼燒結體上形成硬質覆蓋層時，所述硬質覆蓋層往往具有較差的韌性。特別是，當硬質覆蓋層受到強的沖擊負

        荷或變動負荷時，硬質覆蓋層可能會脫落，這導致工具壽命縮短的問題，適合制作由硬質合金形成的基材接合切削工具．．．．．．．．４９２

４９ 歐洲技術，自燒結的多晶立方氮化硼（ＰＣＢＮ）切割元件和形成自燒結ＰＣＢＮ切割元件的制作技術方法

        自燒結的ＰＣＢＮ復合片具有足以通過放電機加工可切割的電導率。解決用于形成自燒結的ＰＣＢＮ復合片的粘結劑材料以前

        典型地是不導電的，不能通過ＥＤＭ切割，市場存在對具有導電或半導電啕瓷粘結劑相的高ｃＢＮ含量的自燒結ＰＣＢＮ復合

        片的需求的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５１７

５０ 低于１３５０℃的燒結溫度下不施加壓力燒結包含立方氮化硼顆粒和硬質合金粉末的混合物來進行制備燒結復合體的技術工藝

        用已減低現有制造技術的成本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５３０

５１ 歐洲六號元素有限公司研制具有增強的抗斷裂性的ＰＣＢＮ材料以及包含該ＰＣＢＮ材料的工具元件

        特別地用于對難加工的鐵和鋼材料進行加工，具有良好熱硬度、良好耐磨性和足夠韌性的特征，延長且工作壽命．．．．．．．．．．．５３６

５２ 日本住友電工硬質合金株式會社技術，具有優異的耐熱性和耐崩裂性的立方氮化硼燒結體工具制造技術

        立方氮化硼燒結體的耐熱性與耐崩裂性之間達到高度平衡，從而使立方氮化硼燒結體工具實現長使用壽命，解決當ｃＢＮ燒結

        體的表面被金屬氮化物層包覆時，ｃＢＮ顆粒之間結合不充分，因此導致容易發生崩裂的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５４４

５３ 日本技術，立方氮化硼的含量高的立方氮化硼燒結體制備技術

        使用粗粒ｃＢＮ時，也可以同時提高韌性和強度，并且獲得了優異的耐崩裂性和耐磨性。適合在鑄鐵／燒結合金的粗加工條件

        下進行連續切削和斷續切削，解決現有技術使用粗粒ｃＢＮ來增強韌性，則耐崩裂性降低工具不能夠承受斷續切削過程中的沖

        擊的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５５８

５４ 立方氮化硼燒結體切削刀具的制備技術和在其表面上形成的表面覆蓋層工藝

        提高基材與硬質覆蓋層間的粘附力，解決當在立方氮化硼燒結體上形成硬質覆蓋層時，硬質覆蓋層往往表現出較差的韌性。特

        別地，當硬質覆蓋層受到大的沖擊負荷、變動負荷等時，硬質覆蓋層可能會脫落，這導致工具的壽命縮短的問題．．．．．．．．．．．５７０

５５ 國內技術，立方氮化硼聚晶金屬加工刀具復合材料制備技術

        提高立方氮化硼聚晶復合材料耐磨和耐崩損性，磨損磨耗比為１１２００～１１９００抗彎強度為８００～１１５０ＭＰａ，

        立方氮化硼聚晶復合材料的ｋｎｏｏｐ硬度依然保持在３０－３８ＧＰａ的硬度水平，氣孔率為２～５％，解決目前的立方氮

        化硼材料制造的刀具，其硬度、耐磨性能、耐崩損性能己無法滿足要求的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５９３

５６ 聚晶立方氮化硼復合刀片制備技術

        復合層厚度達１～２ｍｍ，可以適應加工條件的更加惡劣化，切削深度進一步增加，抗沖擊性能更好，切削刃更多，更耐高溫，

        不存在脫焊現象。解決的技術問題是：聚晶立方氮化硼復合片使用壽命短、切屑效率低，聚晶立方氮化硼復合片在使用過程中

        因冷熱交替會導致聚晶立方氮化硼和硬質合金基體之間產生裂紋，縮短了聚晶立方氮化硼復合片的使用壽命．．．．．．．．．．．．．６００

５７ 中原工學院研制高韌性聚晶立方氮化硼復合片配方制備及應用

        制備的聚晶立方氮化石朋復合片聚晶層與基體材料相似相容性好，具有斷裂韌性好、抗沖擊性能高，可以大大避免崩刀現象，

        減少換刀次數，延長使用壽命，提高刀具的加工效率和加工精度，解決硬質合金基體與聚晶層化學成分差異大，熱膨脹系數不

        同，復合片容易開裂、脫層，使用時受到極大地限制的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６０８

５８ 切削加工的立方氮化硼刀具制造方法

        在刀具的本體上涂有多層涂層，通過兩種涂層的結合，在多個第一涂層中通過多次ＰＶＤ技術的沉積，能充分利ＰＶＤ涂層的

        精細度和應力引入，同時也能利用ＣＶＤ技術進行第二涂層的沉積，以提高整個涂層的厚度，從而避免了涂層脫落、碎的可能，

        增加了刀具的壽命，改進了刀具的抗磨損性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６１９

 ５９ 日本一種由立方氮化硼燒結體制成的刀具制品技術

        其在切削和塑性加工的任何應用中均穩定地具有長壽命。解決由ｃＢｎ一燒結體制成的工具應用于切削近來具有低延性特性的

        難削材料時，由于ｃＢＮ燒結體具有高導熱率，切削時在加工部位產生的摩擦熱會擴散至ｃＢＮ燒結體。無法在保持高溫的同

        時進行切削，因此切削效率顯著降低的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６２５

６０ 瑞典山高刀具公司技術，一種在高溫下產生在金屬切削應用中改進性能的刀刃完整性的涂覆切削工具

        用于產生高溫的金屬切削應用技術工藝，例如鋼、鑄鐵、超合金和硬化鋼的高速加工，刀片以５０－２０００米／分鐘、優選

       ５０－１５００米／分鐘的切削速度以及取決于切削操作的０．０１－１．０毫米／轉、優選０．０１?。。埃逗撩椎钠?/span>

        均進給量用于鋼、鑄鐵、超合金和硬化銅加工的應用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６４５

６１ 河南工業大學研制的硬態材料切削和干式切削的高韌性超硬復合材料刀具表面鍍鎳Ｓｉ３Ｎ４晶須增韌聚晶立方氮化硼復合片技術

        提高了ＰｃＢＮ刀具的耐沖擊性能，聚晶立方氮化硼（ＰｃＢＮ）刀具的加工的范圍比較廣泛，可以用在高級數控機床、多用

        途的全自動機床等，還有在加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、模具鋼以及淬硬鍛造鋼件等柔性的生產系統．．．．．．．．．．．．．．．．．．６５６

６２ 立方氮化硼／碳化鈦復合燒結刀具材料配方制備技術

        刀具材料硬度ＨＶ５５００～６５００、抗彎強度１０００－１５００ＭＰａ，刀具應用于齒輪浮火之后的加工，可以在線速

        度３００米左右的條件下使用，加工效率是傳統刀具的１．５倍以上，使用壽命是傳統刀具（陶瓷刀具，硬質合金涂層刀具）

        的２倍以上，用于切削力日工各類硬度４５ＨＲＣ以上的硬鋼．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６６４

６３ 立方氮化硼（ｃＢＮ）和各種陶瓷添加劑、切削工具用復合材料和用途

        美國技術，解決鑄鐵加工應用中，切削點產生的高溫會導致鑄鐵和ｃＢＮ之間發生化學磨損。常常導致切削工具過早失效問題．．．．．６７２

６４ 高耐磨度的整體聚晶立方氮化硼燒結體刀片制備技術

        所獲得的刀片的ｋｎｏｏｐ硬度（努氏硬度）可在３７～３９．８ＧＰａ之間。解決在精加工的高速切削中，要求立方氮化硼

        刀具具有較高的耐磨性能，防止過早磨損導致刀具壽命下降，進而影響工件的加工精度。目前市場上的聚晶立方氮化硼刀具，

        耐磨度不夠，無法完全滿足切削加工要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６８３

６５ 用于切削工具的聚晶立方氮化硼的制備方法

        需要的壓力小，燒結溫度低，操作條件易達到：設備簡單、操作易控制，成本低，適宜ＰｃＢＮ的大規?；a。ＰｃＢＮ呈

        灰色，為致密塊體。所得的聚晶立方氮化硼ＰｃＢＮ　具有硬度高、磨削效率高、抗沖擊韌性好、容易修整、磨削質量好等優

        越性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６９２

６６ 日本技術，具有優異的強度、韌性和耐磨性的立方氮化硼燒結體切削工具制造技術

        含有ｃＢＮ顆粒以及陶瓷粘結劑。與陶瓷粘結劑相比，?。悖拢晤w粒的硬度、強度以及韌性較高，因此ｃＢＮ顆粒起到燒結體

        骨架的作用并承擔起維持材料強度的功能，從而使該材料能夠經受對高硬度評硬鋼的切削．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７０５

６７ 日本技術，涉及用于加工極難切削的離心鑄鐵的ｃＢＮ燒結體制備技術以及由該ｃＢＮ燒結體制成的工具

        針對難以切削的離心鑄鐵進行加工具有優異的抗斷裂性和耐磨性。與由ｃＢＮ燒結體制成的常規工具相比，切削部位中含有的

        ｃＢＮ燒結體的工具在對難以切削的離心鑄鐵進行加工時獲得改善的性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７２４

６８ 高的硬度、耐磨性、韌性與強度的納米無鉆硬質合金立方氮化硼聚晶復合刀片技術

        解決立方氮化硼聚晶復合片刀具材料現有技術存在的問題，提高了立方氮化硼聚晶的致密性，使刀具材料的刃口鋒利．．．．．．．．．７４３

６９ 日本三菱麻鐵里亞爾株式會社研制的技術

        由表面涂覆的立方氮化硼基超高壓燒結材料制成的切削工具制造技術，具有優異高溫硬度、高溫強度、耐熱性和耐刀刃缺口性

        能的硬質涂層，能在長的時間內甚至在硬質鋼例如合金鋼或硬化軸承鋼的高速切削操作中，顯現出優異耐刀刃缺口性能并保持

        優異的表面光潔度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７５１

７０ 高速、高效率切削鐵基高硬度難切削材料時具有優良耐磨性和抗崩刃性的高強度、高耐磨ｃＢＮ燒結體配方制備技術

        日本優秀技術，用于ｃＢＮ燒結體制造的切削工具，解決傳統ｃＢＮ燒結體切削工具會發生異常磨損或突然崩刃，不能連續加

        工的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７７２

７１ 由具有表面涂層的立方氮化硼基超高壓燒結材料制備的切削工具制造技術

        包括切削刀片主體和蒸鍍在所述主體上的硬涂層，其主體通過由氮化鈦、鋁和／或氧化鋁、和氮化硼組成的坯體的超高壓燒結

        形成。主體具有含有立方氮化硼、氮化鈦和反應產物的織構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７９３

７２ 浙江大學研制納米晶立方氮化硼薄膜的制備技術及用途

        工藝、設備簡單，原料易得，薄膜純度高、殘留壓應力低，晶粒尺度小于５０納米，表面粗糙度低、硬度高，適用于制備加工

        鐵基合金的刀具和磨具等，也可以用在光學元件的保護膜，高溫電子器件等領域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８１４

７３ 吉林大學研制立方氮化硼復合刀具材料技術

        是將立方氮化硼顆粒與合金釬料粉末及粘結劑混合均勻后涂覆在鋼基體表面上，通過真空釬焊加熱，在鋼基體的表面形成一立

        方氮化硼耐磨復合層，所制備的立方氮化硼復合層，與鋼基體的結合強度較高，可承載更高的工作溫度并具有較高的綜合機械

        性能，制造成本低廉．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８２０

７４ 采用表面活化處理技術制作電鍍立方氮化硼工具的方法

        包括立方氮化硼的預處理，工具基體的預處理和電鍍液的配制及ｃＢＮ工具的電鍍，ｃＢＮ的預處理采用了敏化和活化處理，

        優點在于，在ｃＢＮ的預處理工序中提高了ｃＢＮ顆粒的表面活性化狀態，在ｃＢＮ表面形成分散的鈀質點，增強ｃＢＮ與鍍

        層之間的結合力，提高電鍍ｃＢＮ工具的加工效率和使用壽命，可節省大量昂貴的ｃＢＮ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８２６

７５ 改進型材料的刀具配方及其制造方法

        采用包括整體多晶立方氮化硼超高壓燒結密實體刀具的材料，制備的整體多晶立方氮化硼超高壓燒結密實體刀具的實用效果試

        驗的切削參數很高，切削效果非常優秀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８３４

優秀工藝配方 生產高性能立方氮化硼切削刀具 必備資料

? ? ? ?         《立方氮化硼切削刀具制造技術工藝配方精選匯編》收錄了國內外著名生產企業、研究單位、科研院校的新技術工藝配方

            例如：

　　 ★  蘇州科技學院研制聚晶立方氮化硼的真空釬焊方法，釬料中的Ti能夠與聚晶立方氮化硼中的氮化硼、陶瓷相發生化學冶金結合，實現了良好的

            潤濕，釬縫中生成了高熵合金，因此制造的刀具可用于高效加工高韌性的金屬材料。

       ★  鄭州大學研制結合劑、聚晶立方氮化硼刀具及其制備方法，結合劑為金屬-陶瓷結合劑，克服了金屬結合劑的缺點；有很好的增韌效果，解決

            了陶瓷結合劑韌性差的難題；而且Al-B4C-C間發生反應放熱也能促進燒結。其彎曲強度可達350-450MPa，硬度可達45-55GPa。

       ★  四川大學研制金剛石-立方氮化硼萬能型超硬刀具材料和刀具及其制備方法，其特點是以金剛石和立方氮化硼為原料，經預處理與成型后，在

            壓強為7-25GPa溫度為1000-2700℃，燒結固溶強化10s～30min

       ★  廣東工業大學研制自潤滑聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具及其制備方法，刀具既可以保證硬度、韌性，又降低了刀具與鑄鐵材料的摩擦系數，

            延長了刀具的壽命。

       ★  中原工學院研制聚晶立方氮化硼刀具材料配方及其制備方法，立方氮化硼微粉的粒徑不大于3.5μm，原料采用粉體材料化學、物理凈化、高能

            球磨、無蠟制粒工藝、冷壓成形初坯，具有高耐磨性和足夠韌性。

       ★  燕山大學研制立方氮化硼燒結體配方制備技術，其原材料包括氧化鋁、立方氮化硼、Ti粉、Al粉和Si粉，設備簡單，操作簡便、燒結速度快，

            可燒結出較大尺寸的燒結體，燒結體的彎曲強度可達350~460MPa。

       ★  吉林大學研制高效耐磨立方氮化硼切削工具，切削面產生的溝槽形結構能夠改善了切削工具的抗沖擊性、局部水力學狀態、切削條件和排屑環境，

            可以提高機械鉆速和使用壽命。

       ★  河南工業大學研制表面鍍鎳Si3N4晶須增韌聚晶立方氮化硼復合片制備及刀具應用，可以用在高級數控機床、多用途的全自動機床等，還有在加

            工淬火鋼、冷硬鑄鐵、模具鋼以及淬硬鍛造鋼件等柔性的生產系統。

解決技術難題 提高產品質量 必備資料

       
                     2017新版《立方氮化硼切削刀具制造技術工藝配方精選匯編》 資料中每項新技術工藝配方，都是針對現有技術的改進和提高，解決方案

       和辦法。及時掌握這些優秀新技術，有利于提高企業產品質量。
       

       例如：

       ★ 如何解決了現代機械加工行業對刀具越來越高的要求以及某些極超硬材料在應用方面的尷尬局面的問題 ？

       ★ 如何解決高負荷切削條件的高硬度鋼的斷續切削加工時，也不易發生工具刀尖的崩碎或缺損問題？

       ★ 如何解決立方氮化硼聚晶復合片刀具材料具有高的硬度、耐磨性、韌性與強度的問題？

       ★ 如何增加刀具基體和硬質涂層的結合面積，提高硬質涂層與刀具基體的結合力，提高刀具的整體使用性能問題？

       ★ 如何避免軟點的存在，增加聚晶的韌性，提高了熱穩定性的問題？

        ★ 如何提高磨料的顆粒強度；起到隔氧保護、減輕熱損傷程度等作用的問題？

        ★ 如何制備復合鍍層致密均勻，結合力好，硬度和耐磨性高，且具有優異的耐腐蝕性，延長了工件的使用壽命的問題？

       ★ 如何解決切削材料可以在更低的壓力和溫度條件下燒結，提高最終產品的硬度的問題 ？

       ★ 如何解決刀具既可以保證硬度、韌性，又降低了刀具與鑄鐵材料的摩擦系數，延長了刀具的壽命問題 ？

       ★ 如何解決現代機械加工行業對刀具越來越高的要求以及某些極超硬材料在應用方面不足的問題？   

       ★ 如何解決在沒有冷卻水打磨條件下保持很好的切割性能，用戶在極端條件下加工難題？
       ★ 如何提高立方氮化硼刀片的耐磨性和刀刃完整性，延長刀片改進的工具壽命問題？

       ★ 如何避免崩刀現象，減少換刀次數，延長使用壽命，提高刀具的加工效率和加工精度的問題？

《立方氮化硼切削刀具制造技術工藝配方精選匯編》
投資高新產品 決策依據

        通過2017新版《立方氮化硼切削刀具制造技術工藝配方精選匯編》資料，您可以及時掌握國內科研院校、研究所、生產企業的立方氮化硼最新技術

成果?？梢杂嗅槍π缘嘏c優秀技術成果的研制院校、科研單位建立技術合作，共贏發展。國家也鼓勵高等院校、科研院所科研人員在完成所在單位工作任

務的前提下，以專職、兼職或受聘的形式在轉化基地開展中試、試制、實用推廣等成果產業化活動。

        資料在技術和應用層面具有一定的前瞻性，非常值得參考和借鑒，有利于促進新技術、新工藝、新方法和新產品的推廣應用。金剛石生產及應用與研

制企業通過這些技術資料，了解競爭對手的技術水平、跟蹤最新技術發展動向、提高研發起點、加快產品升級和防范知識產權風險，為自主創新、技術改造、產業或行業標準制定和實施“走出去”戰略發揮重要作用。也是新產品引進、投資決策的重要依據。

        提高cBN結合強度，應用范圍

     立方氮化硼涂層刀具制備技術工藝

  【主要技術存在的問題】

   立方氮化硼(cBN)在硬度和熱導率方面僅次于金剛石，且熱穩定性極好，在大氣中1300℃以下不發生氧化反應，在真空中1550℃才開始向六方氮化硼(hBN)轉變，在1150℃以下不和鐵系金屬反應，加上cBN有優良的耐磨性、極小的摩擦系數，使得cBN成為加工鋼鐵材料的理想刀具，特別適用于加工各種浮硬鋼、冷硬鋼等難加工材料。更為誘人的是，cBN的禁帶寬度約為6.4eV，并能進行簡單的p型和n型摻雜，使它成為大功率高溫電子器件的首選材料。

   另外，cBN在大范圍波長區間的光線有很好的透過性，使它在光學窗口鍍膜領域也具有潛在的應用前景。目前cBN刀具以高溫高壓工藝制備的聚晶立方氮化硼(PcBN)為主，用于制作形狀比較簡單的刀片，目前的燒結工藝還無法經濟可靠的進行復雜形狀PcBN刀具的制備，并且PcBN的高硬度導致其刃磨非常困難。相對于PcBN，cBN涂層適用于任何復雜形狀的Si₃N₄陶瓷刀具基體，實現工業化生產后預期成本比PcBN低的多，具有顯著的經濟性，能夠成為具有較高性價比的高性能刀具。因此，cBN作為刀具涂層具有廣闊的應用前景，適合金剛石涂層刀具不能勝任的黑色金屬的加工。

     研究發現，但Si₃N₄陶瓷與金剛石有低熱失配率可以獲得低內應力的涂層，從而獲得較高質量的金剛石涂層。Si₃N₄陶瓷是制備金剛石過渡層的新型襯底材料，其原因除了Si₃N₄陶瓷是強度最高、韌性最好的陶瓷材料之一外，更在于其熱膨脹系數和金剛石的熱膨脹系數的差距比硬質合金的熱膨脹系數和金剛石的熱膨脹系數的差距相比來說更小;Si₃N₄陶瓷有較強的化學兼容性，有利于金剛石在襯底上形核;

   此外，研究還發現金剛石是最適宜cBN生長的襯底材料，其原因是金剛石與cBN有相近的晶格常數，更為接近的表面自由能;金剛石大量的表面微觀缺陷為cBN提供了合適的成核區;cBN和金剛石最佳的兼容性使得金剛石顯然是cBN薄膜生長的優良襯底。但是Si₃N₄陶瓷是一種不導電材料，沒有摻雜的金剛石也不導電，通常我們在沉積過程會對襯底施加一定的偏壓來誘導離子轟擊襯底，以沉積出更高質量的金剛石。然而，因為上述兩種材料均不導電，所以無法在Si₃N₄襯底上以金剛石為過渡層沉積立方氮化硼時有效的對襯底施加直流偏壓，就沉積不出cBN涂層。

   因此，提出在Si₃N₄陶瓷襯底上沉積摻硼金剛石作為過渡層以實現cBN涂層刀具的制備，即在Si₃N₄陶瓷刀具表面依次沉積摻硼金剛石過渡層和cBN涂層，其中，cBN為刀具提供了良好的化學惰性，摻硼金剛石過渡層提供與Si₃N₄陶瓷基底較強的結合能力，也提供cBN生長的最佳襯底材料，其較好的導電性可以使得沉積系統能有效的對襯底施加直流偏壓，同時，其優異的力學性能為cBN涂層提供堅實的支撐。這些大大提高了cBN涂層與基底的結合強度，提高了cBN涂層的應用范圍。

  【國內消息】

   據恒志信網消息：針對現有技術的不足，南京航空大學研制出一種立方氮化硼涂層刀具的制備方法。所要解決的技術問題是針對硬質合金基底與金剛石過渡層結合力差，以及無法用一般直流偏壓系統對不導電襯底及金剛石過渡層施加偏壓的問題，研制一種使用Si₃N₄陶瓷作為襯底，摻硼金剛石作為過渡層的立方氮化棚涂層刀具的制備方法。

     【研制目的及優點】
       與現有技術相比，其特點在于:1)使用Si₃N₄陶瓷為基底沉積摻硼金剛石過渡層可以得到比較優質的過渡層;實驗證明(圖2)使用Si₃N₄陶瓷為基底摻硼金剛石過渡層可以制備出較高質量的cBN涂層;工藝簡單，條件比較容易控制，操作較容易，涂層與基底的結合性能得到顯著改善。在Si₃N₄陶瓷基底上沉積摻硼金剛石過渡層后再沉積cBN涂層的FTIR反射譜圖，可見涂層中確實含有cBN，且cBN涂層質量較好。

  【一種立方氮化硼涂層刀具的制備方法】

   部分摘要：

   一種立方氮化硼涂層刀具的制備方法，它包括以下步驟:
   (一)襯底的預處理:使用Si₃N₄陶瓷刀片作為襯底材料，先將Si₃N₄陶瓷刀片進行表面打磨，打磨使用W20、W14、W7型號金剛石砂紙從粗到細依次打磨共計30~45min;之后將打磨后的Si₃N₄陶瓷刀片放入丙酣溶液中超聲清洗10~15min，再將經所述超聲清洗后的Si₃N₄陶瓷刀片置于由粒度為0.5~1I-4n的金剛石微晶粉末配置而成的丙酮懸濁液中超聲15~20min，所述的丙酮懸濁液中金剛石微晶粉末的重量百分比為0.1~1%，取出后立即用去離子水濾過表面，放入酒精溶液中再超聲清洗5~10min，電吹風吹干待用，得到襯底;

   (二)鉭絲預處理:熱絲化學氣相沉積設備中的熱絲為鉭絲，將鉭絲拉直并固定在襯底上方，然后在總氣體流量400sccm，C/H為2%~4%(體積百分比)的碳源濃度下碳化1小時;碳化后升起沉積臺，控制襯底與鉭絲的距離為4~8mm;

   (三)襯底表面噴金處理及沉積摻硼金剛石過渡層:為保證襯底偏壓電流的順利導出，應先對經過預處理的作為襯底的陶瓷刀片背面進行噴金處理;再使用熱絲化學氣相沉積法在經過噴金處理的襯底上沉積摻硼金剛石，得到表面有摻硼金剛石過渡層的襯底;在Si₃N₄陶瓷襯底上沉積摻硼金剛石涂層的拉曼光譜實驗結果，所述的熱絲;去化學氣相沉積摻硼金剛石的工藝參數為:襯底置于鉭絲下方約4~8mm，熱絲溫度2400~2700℃，襯底溫度800℃，反應氣壓2.5kPa，碳源濃度1%，摻硼濃度2000~4000ppm，總流量400sccm，沉積時間5h。

   (四)最后，沉積立方氮化硼涂層:將沉積好摻硼金剛石過渡層的襯底放入直流等離子體噴射化學氣相沉積設備中，先通入BF₃，N₂，Ar這三種氣體，在正偏壓30~40V條件下刻蝕30~45s，對襯底進行清潔處理;刻蝕完后通入噸，然后在經過清潔處理的表面沉積有摻硼金剛石過渡層的襯底上再沉積立方氮化硼涂層，得到結合強度滿足要求的立方氮化硼涂層刀具。立方氮化硼涂層沉積工藝參數為:BF₃，N₂，Ar或H₂的流量分別為20sccm、2s1m、3s1m、4sccm，總的反應氣壓為4kPa，襯底負偏壓為65V，襯底溫度為860℃，沉積時間為50min。

   (1)襯底的預處理:使用Si₃N₄陶瓷刀片作為襯底材料，先將Si₃N₄陶瓷刀片進行表面打磨y拋光使用W20、W14、W7型號金剛石砂紙從粗到細依次打磨共計40mino之后將刀片放入丙酣溶液中超聲清洗12min，再將襯底置于由金剛石微晶粉末配置而成的丙酣懸濁液中超聲15min，取出后立即用去離子水濾過表面，放入酒精溶液中超聲清洗8min，電吹風吹干待用，得到襯底。

   (2)坦絲預處理:熱絲化學氣相沉積設備中的熱絲為坦絲，將鉭絲拉直并固定在襯底上方，然后在總氣體流量400sccm，C/H為4%的碳源濃度下碳化1小時;碳化后升起沉積臺，控制襯底與鉭絲的距離為8mm。

   (3)襯底表面噴金處理及沉積摻硼金剛石過渡層:保證襯底偏壓電流的順利導出，對陶瓷刀片背面進行噴金處理。使用熱絲化學氣相沉積法在上述經過預處理的襯底上沉積摻硼金剛石，得到表面有摻硼金剛石過渡層的襯底;所述的熱絲法化學氣相沉積摻硼金剛石的工藝參數為:襯底置于鉭絲下方約8恤，熱絲溫度2400~2700℃，襯底溫度800℃，反應氣壓2.5kPa，碳源濃度1%，摻硼濃度4000ppm，總流量400sccm，沉積時間5h。

   (4)沉積立方氮化硼涂層:將沉積好摻硼金剛石過渡層的樣品放入直流等離子體噴射化學氣相沉積設備中，先通入BF₃，N₂，Ar這三種氣體，在正偏壓40V條件下刻蝕40s，對襯底進行清潔處理;刻蝕完后通入H₂，然后在經過清潔處理的表面沉積有摻硼金剛石過渡層的襯底上沉積立方氨化硼涂層，得到結合強度滿足要求的立方氨化硼涂層刀具。具體的工藝參數為:BF₃，BF₃，N2，Ar和H2的流量分別為20sccm、2s1m、3s1m、4sccm，總的反應氣壓為4kPa，襯底負偏壓為65V，襯底溫度為860℃，沉積時間為50min。

  【資料描述】

   資料中詳細介紹一種使用直流等離子體噴射化學氣相沉積法在Si₃N₄襯底上以摻棚金剛石為過渡層沉積立方氮化棚刀具涂層的制備方法、性能測試數據，解決具體的技術問題等。

     鍍鎳立方氨化硼復合材料制備方法

  【技術背景】

   立方氮化棚(cBN)具備許多的優異性能，如高硬度、高耐磨性、高的熱穩定性等，cBN的熱穩定性和對鐵族元素及其合金的化學惰性優于金剛石，因而特別適用于鐵系合金的加工磨削，廣泛用于鋼鐵制品的精密加工、研磨。由于合成大尺寸、高質量的cBN單晶非常困難，所以目前通常是將cBN微粉和結合劑制備成cBN/結合劑復合材料未滿足工業應用。

   立方氮化硼聚晶材料是具有卓越性能表現的一種刀具材料，由于其具有與鐵族元素非常高的化學惰性，因此在高韌性、高耐磨、高強度黑色金屬材料工具的加工中發揮著不可替代的作用。制備立方氮化棚聚晶材料的傳統工藝是采用高溫高壓法，雖然這項技術不斷完善，但依然存在著樣品尺寸小、設備難以維護調整等諸多問題。

   放電等離子體燒結工藝是一種新型的材料制備技術，其具有加熱速率快、樣品尺寸大、設備操作簡單、易于維護等優點，近年來獲得廣泛的應用?，F有技術采用放電等離子燒結工藝在氮氣氣氛中制備以Si₃N₄、AIN、Ab0₃、Y₂0₃-BN系的立方氮化硼聚晶:

   其實驗方法是采用平均粒徑為20~50umSi₃N₄、AIN、Ab0₃、Y₂0₃以及50um和10um的cBN微粉配料后，采用濕式球磨混勻，干燥后，將混合粉料裝填于石墨模具中，按300℃/min的升溫速率升溫，在氮氣氣氛條件下，在1250℃、1350℃、1450℃和30MPa的壓力下進行燒結，保溫時間為5min，隨爐冷卻:該方法可制備出致密的立方氮化硼聚晶燒結體，氮化硼依然保持立方結構。

   但是，上述方法中所用的超硬粉體均為cBN粉體，cBN粉體與金屬原子鍵結構有著木質的不同，具有特殊的物理化學性能，表現出非常穩定的電子配位，很難被熔化的金屬所潤濕。由于cBN粉體與大部分金屬、陶瓷甚至樹脂等結合劑之間無界面結合力，僅靠結合劑對cBN顆粒的機械鑲嵌作用制備刀具或磨具，故在使用過程中易脫落、流失，從而使刀具或磨具的加工效率和使用壽命大大降低。

  【研制情況】

   國內某大型科技企業針對現有技術問題研制一種鍍鎳立方氮化硼復合材料，解決現有cBN粉體與結合劑之間無界面結合力，僅靠結合劑對cBN顆粒的機械鑲嵌作用制備復合材料所造成的加工效率低、使用壽命短的問題。是將鍍鎳立方氮化硼粉體與結合劑混合后，經放電等離子體燒結制成的。

   該鍍鎳立方氮化硼復合材料所用鍍鎳立方氮化硼粉體表面金屬化，在放電等離子燒結工藝中，有利于脈沖電流在粉體間的傳導和放電，燒結的鎳金屬涂層將cBN顆粒與結合劑牢固結合起來，同時使cBN顆粒內部的缺陷"微裂紋"微小空洞得到彌補，進而提高磨料的顆粒強度;還可以起到陽氧保護、減輕熱損傷程度等作用;該鍍鎳立方氮化硼復合材料致密度高、強度高，具有良言好的耐磨性能和長的使用壽命，適合推廣使用。

  【研制目的和要解決的技術問題及優點】

   鍍鎳立方氮化硼，是依次對立方氮化硼(cBN) 進行酸化、表面活化、還原的表面處理后，再超聲輔助通過化學鍍鎳的方法制備的:該鍍鎳立方氮化硼中，鍍鎳層對立方氮化硼微粉的包覆均勻，鍍鎳層與立方氮化硼的結合緊密，結合強度高，結合效果好:

   鍍鎳層改善了原料立方氮化硼微粉表面棱角分明的情況，增加了表面粗糙度。cBN顆粒表面金屬化后，采用該鍍鎳立方氮化硼制備鍍鎳立方氮化硼復合材料，鍍鎳層提高了結合劑對cBN粉體的粘結性能，能夠改善結合劑與cBN顆粒之間的結合狀態，從而提高復合材料的強度、耐磨性及使用壽命。
 

   鍍鎳立方氮化硼復合材料，是將鍍鎳立方氮化硼粉體與結合劑混合后，經放電等離子體燒結制成:所用鍍鎳立方氮化硼粉體表面金屬化，在放電等離子燒結工藝中，有利于脈沖電流在粉體間的傳導和放電，燒結的保金屬涂層將cBN顆粒與結合劑牢固結合起來，同時使cBN顆粒內部的缺陷"微裂紋"微小空洞得到彌補，進而提高磨料的顆粒強度:還可以起到陽氧保護、減輕熱損傷程度等作用; 該鍍鎳立方氮化硼復合材料致密度高、強度高，具有良好的耐磨性能和長的使用壽命，適合推廣使用。
 

   鍍鎳立方氮化硼復合材料的制備方法中，鍍鎳立方氮化硼粉體良好的導電性有利于放電等離子燒結工藝的進行，傳統的放電等離子燒結立方氮化硼:復合材料是通過添加一定量的金屬結合劑未提高粉體的導電性，采用包覆工藝(鍍鎳立方氮化硼)和放電等離子燒結的工藝相結合的方法，包覆后的立方氮化硼粉體有利于脈沖電流在粉體間的傳導和放電，產生等離子體，生產效率高，所得產品質量好。

   此外，包覆的鍍鎳層一方面避免了粉末內放電產生的瞬間高溫對立方氮化硼表面的破壞，另一方面增強了cBN粉體與結合劑的潤濕性，提高立方氮化硼聚晶材料的燒結性能，使燒結體內孔隙減小，界面結合力增強。

   鍍鎳立方氮化硼復合材料的制備方法，工藝簡單，操作方便，生產效率高，且易于進行自動化控制，適合大規模工業化生產。

 【鍍鎳立方氨化硼復合材料制備方法】部分摘要

   所用的鍍鎳立方氮化硼，是由以下方法制備的:
   1)取粒度為20~40um的立方氮化硼微粉，用質量濃度為36.5%的鹽酸對立方氮化硼微粉進行酸化處理，后用無水乙醇洗至中性，浸在濃度為5g/L的氯化鈀溶液中10min使其表面敏化、活化，取出后再浸入濃度為5g/L的聯氨溶液中10min進行浸泡還原處理，后分離得活化粉體:

   2) 所得活化粉體置于化學鍍液中，在超聲條件(超聲功率50W)下進行化學鍍鎳，鍍覆時間為30min; 鍍覆結束后，經沉淀分離、洗滌烘干，得鍍媒立方氮化硼粉體。其中，所用的化學鍍液包含以下組分:硫酸鎳30g/L、聯氨60g/L、檸檬酸鈉50g/L、硫脲20mg/L;所述化學鍍液的用量為:每4g活化粉體使用1L化學鍍液。

   實施例的鍍鎳立方氮化硼復合材料，是采用上述所得鍍鎳立方氮化硼粉體制備的制備方法為:
 

   將鍍鎳立方氮化硼粉體與結合劑按照體積比為65:35的比例混合均勻后，采用放電等離子體燒結技術進行燒結，即得鍍鎳立方氮化硼復合材料:其中，放電等離子體燒結技術的燒結壓力為30MPa，燒結溫度為1100℃，保溫時間為30min。所用結合劑為金屬陶瓷結合劑，由以下質量百分比的組分組成:A110%、Ti12.5%、TiN35%、TiC35% 、Ab037.5%。

   分別對本實施例所用原料立方氮化硼微粉、所得鍍鎳立方氮化硼粉體和所得鍍鎳立方氮化硼:復合材料進行檢測，結果所示。為所用的原料立方氮化硼微粉的掃描電子顯微圖，可以看出，原料立方氮化硼微粉顆粒表面光滑，棱角均勻。所得鍍鎳立方氮化硼粉體的掃描電子顯微圖和XRD圖譜，保成功包覆于立方氮化硼粉體表面，且取得較好包覆效果。

   圖4為所得鍍鎳立方氮化硼:復合材料的掃描電子顯微圖，從圖4可以看出，所得試樣內部結構比較致密，保包覆后的cBN顆粒與結合劑有很好的界面結合效果。

  【資料描述】

   資料中詳細描述了鍍鎳立方氮化硼復合材料及其制備方法及應用、性能測試數據，解決現有cBN粉體與結合劑之間無界面結合力，僅靠結合劑對cBN顆粒的機械鑲嵌作用制備復合材料所造成的加工效率低、使用壽命短的問題等等。工藝簡單和節約能源，采用包覆工藝(鍍鎳立方氮化硼)和放電等離子燒結的工藝相結合的方法，包覆后的立方氮化硼粉體有利于脈沖電流在粉體間的傳導和放電，產生等離子體，生產效率高，所得產品質量好。

   此外，包覆的鍍鎳層一方面避免了粉末內放電產生的瞬間高溫對立方氮化硼表面的破壞，另一方面增強cBN粉體與結合劑的潤濕性，提高立方氮化硼聚晶材料燒結性能，使燒結體內孔隙減小，界面結合力增強。