數(shù)控精密超硬(TiC-Al-Co-cBN-納米碳管)立方氮化硼刀具增韌研究.pdf

1、CNC加工技術(shù)的普遍應(yīng)用，促進(jìn)了超硬刀具的迅猛發(fā)展，尤其是PcBN刀具。采用高溫高壓燒結(jié)工藝對cBN與結(jié)合劑組分Al、TiC、Co以及Al-Co合金構(gòu)成的混合體系進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)研究了結(jié)合劑含量與PcBN燒結(jié)體性能的關(guān)系。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線能譜（EDS）、X射線衍射（XRD）等分析手段對試樣進(jìn)行物相、組織和成分分析，并使用顯微硬度測試儀和自制落球式抗沖擊試驗(yàn)儀對樣品進(jìn)行硬度和沖擊韌性測試，獲得了不同組分合成PcBN沖

2、擊韌性和顯微硬度，并通過分析其與微觀組織間的相互關(guān)系，以及Al-Co合金對燒結(jié)片綜合性能的影響，得到了結(jié)合劑Al、Co含量的最佳配比方案。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在1400~1650℃、90 MPa條件下，Al與cBN發(fā)生反應(yīng)，生成AlN、AlB12和AlB2，TiC與cBN發(fā)生反應(yīng)，生成TiN和TiB2，Co與cBN發(fā)生反應(yīng)，生成CoN和Co2B；Al、Co合金化后得到的產(chǎn)物Al5Co2和Al13Co4在經(jīng)過高溫高壓后并沒有完全消失

3、，而是以Al20Co4的形式繼續(xù)存在，在某種程度上提高了燒結(jié)體的硬度與沖擊韌性。通過硬度及沖擊韌性測試分析，得到結(jié)合劑的最佳配比為：10 wt％Al和10 wt%Co。
　　根據(jù)得到的最佳配比方案，在結(jié)合劑中添加納米碳管（CNT），研究其對PcBN綜合性能的影響。在HTHP燒結(jié)過程中，CNT并未與cBN和結(jié)合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是由于其極強(qiáng)的吸附力，其表面吸附有cBN和結(jié)合劑；并且CNT的加入還促進(jìn)cBN與結(jié)合劑的粘結(jié)效果，使得燒結(jié)