1、cbn颗粒
cbn颗粒对制备pcbn的影响主要包括三个方面:第一,cbn颗粒表面清洁度的影响。过多的杂质会影响cbn-cbn颗粒间及cbn与粘结剂间的粘结,使得pcbn强度减小,耐磨性降低。第二,cbn颗粒大小的影响。一般来说,cbn颗粒度越小,pcbn的抗冲击能力和耐磨性也就越好;然而,如果cbn颗粒太小,cbn颗粒之间的间隙就会减小,从而使得粘结剂元素的渗透量减少。因此,在选择使用时应多选择混合粒度。第三,cbn含量的影响。cbn含量越高,pcbn的硬度就越高、导热性越好。但是,如果cbn(超硬天地:chaoyingtd)含量太高(一般高于95wt%),烧结体性能就会变差,cbn晶粒易脱落,耐磨性降低;另一方面,如果cbn含量太低(一般指低于50wt%),则会使烧结体质量下降。
2、结合剂
根据体系中是否含有结合剂,可将pcbn分为纯pcbn和有结合剂的pcbn。其中,纯pcbn由于几乎不存在非cbn组分,故其强度、硬度以及热稳定性要远远大于普通的pcbn,但由于cbn具有高的化学惰性,这就阻碍了晶格间的良好烧结,即cbn与cbn晶粒直接键合是十分困难的。因此,结合剂对合成pcbn的影响就显得尤为重要。
在cbn聚合过程中,加入多种结合材料来加强cbn晶粒间的连接,从而提高pcbn的整体性能,用这种方法得到的pcbn就是有结合剂的pcbn。如:高熔点金属组份tic、tin、wc,尤其是以ti为主的化合物,对pcbn的抗磨性和抗破损性都有所提高;一些稀土元素(如y、dy等的氧化物和氮化物)与硼化铝和硼化钛一起渗入到cbn晶粒间和陶瓷结合剂中,可促使聚晶致密,提高pcbn的强度。
制备pcbn时结合剂的选用至关重要,由于结合剂的不同其应用范围也不同,不管是刀具制备还是砂轮制备,结合剂一般要满足下列条件:
第一,结合剂应有较高的热稳定性;
第二,结合剂与氮或硼元素应有强烈的化学亲和性;
第三,在高温状态下,结合剂与被加工工件中的合金元素不应产生化学亲和;
第四,结合剂应能提高烧结体的强度或韧性。