SPS條件下cBN與結(jié)合劑組元相互作用研究.pdf

1、隨著機(jī)械制造加工工業(yè)的發(fā)展，聚晶立方氮化硼（PcBN）作為刀具材料的作用日趨重要。PcBN的性能不僅取決于立方氮化硼（cBN）單晶的質(zhì)量，在很大程度上還取決于結(jié)合劑的性能。
　　本文利用放電等離子燒結(jié)工藝（SPS），對(duì)cBN單晶與常用結(jié)合劑組份（Al、Ti、Si或TiC、TiN、TiC0.7N0.3）構(gòu)成的二元或多元混合體系進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，并采用DSC、XRD、TEM、SAED以及SEM等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行了物相、顯微結(jié)構(gòu)和成分分析

2、，用以研究SPS工藝條件下cBN與結(jié)合劑組份的結(jié)合機(jī)理。
　　結(jié)果表明：從室溫到1600℃，惰性（Ar）氣氛中，cBN在1327.5℃左右，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；空氣中，cBN極易被氧化，且在1317.9℃左右，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，單一的cBN單晶在1400℃時(shí)就有微量的hBN出現(xiàn)；而且隨著燒結(jié)溫度的升高，cBN向hBN的轉(zhuǎn)化率逐漸增加。Al與cBN從1300℃就開始發(fā)生反應(yīng)，生成AlN和AlB12。T

3、i與cBN從1300℃開始就發(fā)生明顯反應(yīng)，生成TiN和TiB2，隨著溫度升高，產(chǎn)物種類沒(méi)有改變，但其含量不斷增加。在1300℃的Si-cBN燒結(jié)體中，出現(xiàn)菱方氮化硼（rBN）相。隨著溫度升高，rBN向hBN轉(zhuǎn)化。在1450℃時(shí)Si與氮化硼反應(yīng)生成了Si3N4。TiC、TiN、TiC0.7N0.3與cBN的混合體系的SPS燒結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些化合物與cBN存在不同程度的反應(yīng)，在燒結(jié)體中均出現(xiàn)hBN相，因此這些化合物不可單獨(dú)選用做為SPS