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国内水泥混凝土外加剂技术资料
实现cBN涂层刀具的制备方法
来源:国际新技术资料网
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作者:欧阳华
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发布时间: 2014-06-20
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cBN是加工钢铁材料的理想刀具，特别适用于加工各种淬硬钢、冷硬钢等难加工材料。cBN的禁带宽度约为6.4 eV,并能进行简单的P型和η型掺杂，使它成为大功率高温电子器件的首选材料。另外，在大范围波长区间的光线有很好的透过性，使它在光学窗口镀膜领域也具有潜在的应用前景。
目前cBN工具以高温高压工艺制备的聚晶立方氮化硼(PcBN)为主，用于制作形状比较简单的刀片，目前的烧结工艺还无法经济可靠的进行复杂形状PcBN刀具的制备，并且PcBN的高硬度导致其刃磨非常困难。相对于PcBN，cBN涂层可以适用于任何复杂形状的硬质合金刀具基体，实现工业化生产后预期成本比PcBN低得多，能够成为具有较高性价比的高性能刀具。尤其适合金刚石涂层刀具不能胜任的黑色金属加工。
研究发现，纳米金刚石是最适宜cBN生长的衬底材料之一，其原因除了金刚石与cBN有相近的晶格常数外，更在于纳米金刚石与cBN具有相同的纳米晶粒结构，更为接近的表面自由能；大量的表面微观缺陷为cBN提供了合适的成核区；同时纳米级金刚石表面晶粒细小、粗糙度低，光滑的表面使得衬底能够均匀的获得轰击离子的组分和能量，更有利于cBN最佳成核窗口的达成。但是纳米级金刚石中非晶相含量较高，较高的薄膜残余应力影响了涂层的硬度和膜/基结合性能。而微米级金刚石晶粒粗壮、表面粗糙度高、摩擦系数大、抛光难度大，不宜作为刀具涂层，但是其与基底结合性能很强。
据恒志信网消息：国内最新研制成功一种将微/纳米金刚石涂层作为过渡层以实现cBN涂层刀具的制备方法，即在硬质合金刀具表面依次沉积微/纳米金刚石过渡层与cBN涂层，其中，cBN为切削刀具提供了良好的化学惰性，微米金刚石过渡层提供与基底较强的结合能力，纳米金刚石过渡层提供cBN生长的合适衬底材料，并以其优异的力学性能为cBN涂层提供了坚实的支撑。这些大大提高了cBN涂层与基体的结合强度， 提高了cBN涂层刀具的应用范围。
同其它立方氮化硼涂层刀具的制备相比，具有工艺成本低，设备较简单，条件比较容易控制，对以后规模化生产有力。提高了涂层与硬质合金基底的结合能力30%以上。涂层与基底结合性能得到显著改善。微纳米过渡层与基底的结合力同比微米过渡层和纳米过渡层均提高30%以上。其与基底结合能力较好。薄膜中立方相的含量约为50%。沉积cBN后微/纳米金刚石层与硬质合金基体结合良好，没有发现金刚石层从硬质合金表面脱落。
该产品详细制造技术工艺配方请见: 《立方氮化硼刀具材料制造技术工艺配方资料汇编》
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