專利名稱：一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超硬材料的處理，具體涉及一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于超硬磨料立方氮化硼(cBN)，鍍覆之后，提高了磨料的強(qiáng)度、磨料與基體的界面結(jié)合能力、隔氧保護(hù)、減輕cBN熱損傷程度、改善cBN與基體界面的物理化學(xué)性能，還能提高cBN工具的耐磨性和切削能力。未經(jīng)表面鍍覆的磨料的利用率很低，60% 70%磨料顆粒在未充分發(fā)揮作用時(shí)便過(guò)早脫落，其原因是，鍍層的內(nèi)表面完整地緊密地包裹著磨粒，使得鍍層與磨粒的機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)高于金屬粉末與磨料壓制成型的結(jié)合強(qiáng)度。另一方面，表面光滑的磨粒與基體結(jié)合不牢固，當(dāng)在磨粒表面鍍上一層粗糙，凹凸不平的鍍層后，就能增加與基體的結(jié)合力。采用現(xiàn)有化學(xué)鍍配方和工藝只能在cBN表面鍍覆一層平滑鍍層，不能提高磨料與基體的結(jié)合力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是cBN表面鍍覆一層平滑鍍層不能提高磨料與基體的結(jié)合力，提供了一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的工藝方法，使表面鍍層呈瘤狀，大大增加顆粒與基體的結(jié)合力，提高磨料的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，它的步驟如下將 cBN粉體進(jìn)行除油、粗化、敏化、活化、還原處理；然后將cBN粉體進(jìn)行化學(xué)鍍，化學(xué)鍍的條件是將化學(xué)鍍液水浴加熱到70 90°C，將cBN粉體用該鍍液全部沖刷入盛化學(xué)鍍液的容器中，在300 500r/min的條件下攪拌20 40min，所述化學(xué)鍍液的配方為硫酸鎳25 30g/L、次亞磷酸鈉28 35g/L、無(wú)水乙酸鈉15 25g/L、檸檬酸鈉40 50g/L、氟化銨6 8g/L、硫脲0. 001 0. 004g/L、十二烷基硫酸鈉0. 004 0. 015g/L、碳化硅1 8g/L。所述除油、粗化處理是將cBN在堿性除油液中煮沸25 35min，然后用蒸餾水沖洗 2 3次，再采用2 3mol/L的硝酸煮沸25 35min，然后用蒸餾水沖洗2 3次。所述敏化處理是將cBN粉體放入敏化液中處理3 5min，然后用蒸餾水沖洗2 3次，所述敏化液配方為鹽酸15 30mL/L，氯化亞錫8 12g/L。所述活化處理是將cBN粉體放入活化液中處理3 5min，所述活化液配方為氯化鈀 0. 1 1. Og/L,鹽酸 10 15mL/L。所述鹽酸的濃度為36 38%。所述還原處理是將cBN粉體放入濃度為25 35g/L NaH2PO2 -H2O溶液中處理3 5min，然后用蒸餾水沖洗2 3次。所述碳化硅的微粒的粒徑為5 6 μ m。所述cBN粉體的目數(shù)為100 200目。如需加厚，只需更換新鍍液，重復(fù)化學(xué)鍍過(guò)程即可。超硬材料表面長(zhǎng)出瘤狀的鍍層，其成分為金屬和惰性粉體的復(fù)合鍍層，鍍層重量可達(dá)總重量的40 60%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)化學(xué)鍍的方法在超硬材料表面長(zhǎng)出瘤狀金屬鎳或復(fù)合物，做成磨具后，超硬材料cBN和基體的結(jié)合力提高30 40%，磨具的使用壽命延長(zhǎng) 3 4倍。本發(fā)明的cBN粉體從掃描電鏡照片可以看出其凸凹不平的形貌，用掃描電鏡配帶的能譜儀檢測(cè)到鍍層中存在惰性粉體Sic。鍍液中由于惰性粉體碳化硅的存在，使得惰性粉體與鎳離子共沉積，粉體與CBN的粒徑比在1/30 2/25之間，在一定程度上干擾了鎳離子的自由結(jié)晶過(guò)程，改變了沉積過(guò)程中晶面的結(jié)晶取向，使得表面粗糙。圖1為原生料cBN粉體鍍前形貌的SEM圖，圖2為cBN粉體化學(xué)鍍后生長(zhǎng)有瘤狀物鍍層的SEM圖?？梢钥闯?，鍍前cBN表面形貌比較規(guī)整，棱角分明，表面光滑；化學(xué)鍍后的鍍層在金相顯微鏡下觀察表面呈銀白色，帶有金屬光澤，鍍層致密而且均勻，SiC顆粒均勻分布在鍍層表面，鍍層表面更加粗糙，有許多的胞狀物，部分胞狀物很大，有利于增加與樹脂基體的把持力，提高磨具的加工效率與壽命。在金相顯微鏡下觀察鍍層包裹完整，沒(méi)有漏鍍及漏角現(xiàn)象發(fā)生，也沒(méi)有顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象的出現(xiàn)。


圖1為原生料cBN粉體鍍前形貌的SEM圖；圖2為cBN粉體化學(xué)鍍后生長(zhǎng)有瘤狀物鍍層的SEM圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，它的步驟如下(1)將500克拉目數(shù)為100 200目的cBN粉體進(jìn)行除油、粗化、敏化、活化、還原
處理；①除油cBN表面如果有油污，必須清除，否則會(huì)影響鍍層質(zhì)量。采用堿性除油，在除油液中煮沸25 35min，然后用水沖洗2 3次，配制300 400mL除油液，配方如下 氫氧化鈉25g · L \碳酸鈉35g · L \磷酸鈉25g · L S十二烷基硫酸鈉Ig · L 1 ；②粗化將cBN放入200 300mL，濃度為2mol/L的稀硝酸溶液中，煮沸25 35min,然后用蒸餾水洗2 3次，即可達(dá)到cBN表面粗化的目的；③敏化、活化處理將cBN粉體放入敏化液中處理3 5min，配制150 200mL敏化液，配方如下氯化亞錫8 12g \鹽酸15 30mL · L S敏化處理后在cBN表面生成Sn (OH) Cl膠體，活化是用其作還原劑，將活化液中的Pd2+還原成Pd粒子吸附于cBN表面，這些Pd微粒是化學(xué)鍍的催化活性中心，將cBN粉體放入活化液中處理3 5min，配制 50 IOOmL活化液，配方如下氯化鈀0. 1 1. Og · L \鹽酸10 15mL · L 、Sn (OH) Cl 將Pd2+還原成Pd，活化之后的CBN，必須用水洗凈；④還原處理活化處理后，進(jìn)行還原處理，配制150 200mL還原液，將cBN粉體放入濃度為25 35g/L的NaH2PA 'H2O還原液中處理3 5min，還原殘留于cBN表面的Pd2+， cBN經(jīng)還原處理后不需水洗可直接化學(xué)鍍；(2)將化學(xué)鍍液水浴加熱到80°C，然后將cBN粉體用該鍍液全部沖刷入盛化學(xué)鍍液的容器中，在300r/min速度攪拌25min，化學(xué)鍍液的配方為
權(quán)利要求
1.一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于，它的步驟如下將cBN粉體進(jìn)行除油、粗化、敏化、活化、還原處理；然后將cBN粉體進(jìn)行化學(xué)鍍，化學(xué)鍍的條件是將化學(xué)鍍液水浴加熱到70 90°C，將cBN粉體用該鍍液全部沖刷入盛化學(xué)鍍液的容器中，在300 500r/min的條件下攪拌20 40min，所述化學(xué)鍍液的配方為硫酸鎳25 30g/L、次亞磷酸鈉觀 35g/L、無(wú)水乙酸鈉15 25g/L、檸檬酸鈉40 50g/L、氟化銨6 8g/L、硫脲 0. 001 0. 004g/L、十二烷基硫酸鈉0. 004 0. 015g/L、碳化硅1 8g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述除油、粗化處理是將cBN在堿性除油液中煮沸25 35min，然后用蒸餾水沖洗2 3次，再采用2 3mol/L的硝酸煮沸25 35min，然后用蒸餾水沖洗2 3次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述敏化處理是將cBN粉體放入敏化液中處理3 5min，然后用蒸餾水沖洗2 3次，所述敏化液配方為鹽酸15 30mL/L，氯化亞錫8 12g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述活化處理是將cBN粉體放入活化液中處理3 5min，所述活化液配方為氯化鈀0. 1 1. Og/L，鹽酸 10 15mL/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述鹽酸的濃度為36 38%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述還原處理是將cBN粉體放入濃度為25 35g/L NaH2PO2 -H2O溶液中處理3 5min，然后用蒸餾水沖洗2 3次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述碳化硅的微粒的粒徑為5 6 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，其特征在于所述cBN粉體的目數(shù)為100 200目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種cBN粉體表面生長(zhǎng)瘤狀物的方法，它的步驟如下將cBN粉體進(jìn)行除油、粗化、敏化、活化、還原處理；然后將cBN粉體進(jìn)行化學(xué)鍍，化學(xué)鍍的條件是將化學(xué)鍍液水浴加熱到70～90℃，將cBN粉體用該鍍液全部沖刷入盛化學(xué)鍍液的容器中，在300～500r/min的條件下攪拌20～40min。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)鍍的方法在超硬材料表面長(zhǎng)出瘤狀金屬鎳或復(fù)合物，做成磨具后，超硬材料cBN和基體的結(jié)合力提高30～40％，磨具的使用壽命延長(zhǎng)3～4倍。
文檔編號(hào)C23C18/36GK102330078SQ20101020447
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者桂陽(yáng)海, 牛連杰 申請(qǐng)人:鄭州輕工業(yè)學(xué)院