超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼
超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼
金剛石是目前已知的世界上硬的物質(zhì),另外C60的硬度可能不亞于金剛石,但尚未定論。立方氮化硼硬度僅次于金剛石。這兩種超硬材料的硬度都遠(yuǎn)高于其它材料的硬度,包括磨具材料剛玉、碳化硅以及刀具材料硬質(zhì)合金、高速鋼等硬質(zhì)工具材料。
因此,超硬材料適于用來制造加工其它材料的工具,尤其是在加工硬質(zhì)材料方面,具有無可比擬的優(yōu)越性,占有不可替代的重要地位。止因如此,超硬材料在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。除了用來制造工具之外,超硬材料在光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)方面具有一些特殊性能,是一種重要的功能材料,引起了人們的高度重視,這方面的性能和用途正在不斷地得到研究開發(fā)。這兩種超硬材料的硬度都遠(yuǎn)高于其它材料的硬度,包括磨具材料剛玉、碳化硅以及刀具材料硬質(zhì)合金、高速鋼等硬質(zhì)工具材料。
立方氮化硼是人工合成的一種超硬材料
立方氮化硼是人工合成的一種超硬材料
立方氮化硼是硬度僅次于金剛石的超硬材料。它不但具有金剛石的許多優(yōu)良特性,而且有更高的熱穩(wěn)定性和對(duì)鐵族金屬及其合金的化學(xué)惰性。它作為工程材料,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于黑色金屬及其合金材料加工工業(yè)。鎢鋼磨頭的用途鎢鋼磨頭可以加工鑄鐵、鑄鋼、碳素鋼、合金鋼、不銹鋼、銅、鋁等金屬,和大理石、玉、骨等非金屬。同時(shí),它又以其優(yōu)異的熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)等性能,在一系列高科技領(lǐng)域得到應(yīng)用,成為一種具有發(fā)展前景的功能材料。
立方氮化硼微粉,用在精密磨削、研磨、拋光和超精加工,以達(dá)到高精度的加工表面。適用于樹脂、金屬、陶瓷等結(jié)合劑體系,亦可用于生產(chǎn)聚晶復(fù)合片燒結(jié)體,還可用做松散磨粒、研磨膏。
CBN由于具有優(yōu)異的化學(xué)物理性能,如具有僅次于金剛石的高硬度、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性,作為超硬磨料在不同行業(yè)的加工領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用,汽車、航天航空、機(jī)械電子、微電子等工業(yè)不可或缺的重要材料,也得到各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的極大重視。
合成CBN除靜高壓觸媒法還有多種方法,如靜高壓直接轉(zhuǎn)化法、動(dòng)態(tài)沖擊法、氣相沉積法等,其中有些方法如氣相沉積法發(fā)展很快。但迄今為止工業(yè)合成CBN主要方法還是靜高壓觸媒法,CBN的合成研究也主要集中于這方面。
人造金剛石聚晶復(fù)合片
人造金剛石聚晶復(fù)合片
立方氮化硼聚晶刀具是由許多細(xì)晶粒CBN聚結(jié)而成的CBN聚集體的一類超硬材料產(chǎn)品。它除了具有高硬度、高耐磨性外,還具有高韌性、化學(xué)惰性、紅硬性等特點(diǎn),并可用金剛石砂輪修磨。在切削加工的各個(gè)方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的切削性能,能夠在高溫下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定切削,特別適合加工各種淬火鋼、工具鋼、冷硬鑄鐵等難加工材料。刀具切削鋒利、保形性好、耐磨性能高、單位磨損量小、修正次數(shù)少、利于自動(dòng)加工,適用于從粗加工到精加工的所有切削加工。它和PCBN一樣具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、特別是具有高的抗沖擊韌性。PCBN在數(shù)控切削行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,是一種具有良好發(fā)展前景的刀具材料。
人造金剛石聚晶復(fù)合片是在高溫高壓情況下由許多細(xì)晶粒金剛石和硬質(zhì)合金襯底聯(lián)合燒結(jié)而成的塊狀聚結(jié)體。它和PCBN一樣具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、特別是具有高的抗沖擊韌性。作為加工工具,PCD主要用于石油、冶金、地質(zhì)鉆頭、擴(kuò)孔器等,其鉆進(jìn)速度及時(shí)效均為天然金剛石的許多倍,同時(shí)鉆進(jìn)過程中還可以有效保持孔徑。人造金剛石復(fù)合片還可以用來切削非鐵金屬及其合金、硬質(zhì)合金以及非金屬材料。人造金剛石復(fù)合片還可以用來切削非鐵金屬及其合金、硬質(zhì)合金以及非金屬材料。切削速度為硬質(zhì)合金刀具的上百倍,耐用度為硬質(zhì)合金的上千倍。