CBN超硬材料超高压反应烧结

CBN微粉

立方氮化硼

CBN的超高压反正烧结采用铝、钛作为添加剂，反应烧结CBN/硬质合金复合刀片已得到工业应用。添加Ti-Al的CBN超高压反应烧结过程为：当高压腔的温度超过铝的熔点时，点燃Ti-Al的燃烧反应，生成TiAl并放热。放热产生的瞬间高温使TiAl熔化。TiAl溶液同CBN颗粒表面接触并与表面氮、硼原子发生燃烧反应，生成TiN、AIN、TiB2，将CBN粘结起来，成为致密CBN烧结体。2004年，郑州博特“整体多晶立方氮化硼超高压烧结密实体刀具及其制造技术”申请国家发明专利，并被评为高新技术产品。

显微组织分析表明，TiN、AlN、TiB2组成的粘结相呈网状分布于CBN晶截，AlN均匀分布在CBN晶粒表明，TiN、TiB2分布于粘结相的中心部位。超高压反应烧结CBN的硬度为44.1~58.8GPa，抗弯强度为450~550MPa，抗压强度为2.6~3.0GPa，有较好的韧性，CBN烧结体的制造方法与金刚石烧结体大致相同，作为刀具和磨具，具有优良的切削性能，金刚石易与铁族金属反应，不适于用作钢的磨削和切削。于此相反，CBN热稳定性好，而且不与铁族金属反应，具有能切削刚才的优异性能。目前，CBN超硬刀具可进行断续加工和粗加工，可用于加工淬火钢、淬硬铸铁、热喷涂材料等难加工材料。例如：加工W18Cr4V高速钢时，超高压反应烧结CBN刀具的切削速度比其它陶瓷刀具高1~2倍，寿命提高几十倍，加工有螺纹孔的法兰盘端面，带键槽的内孔等，承受几万至几十万次冲击，不出现崩刀现象。超高压反应烧结CBN可制成端铣刀，铣削淬硬铸铁（HRC~55）的切削速度为13.29m/min，走刀量每转0.3mm，切深0.1mm，当磨损VB=0.2mm时，铣削冲击次数59.5X104次，刀具耐用度465min。且加工表面粗糙度小于0.75um，实现了以铣代磨。