本發(fā)明涉及高硬度切削陶瓷刀具領(lǐng)域，具體為一種TiB₂-HfN超硬材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

多元復(fù)合的方法可以提高TiB₂（硼化鈦）基陶瓷材料的燒結(jié)性能，降低其的燒溫度，使其在較低的溫度下可以達(dá)到致密化，并且適當(dāng)?shù)牟牧辖M分、晶粒生長抑制劑和燒結(jié)工藝可以使晶粒細(xì)化，進(jìn)而提高材料的力學(xué)性能。TiB₂陶瓷具有高熔點(diǎn)（3225^oC）、高彈性模量（529GPa）和高硬度（大約32GPa）、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕性好，是一種典型的耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，但其斷裂韌度及抗彎強(qiáng)度低，使其的應(yīng)用受到了極大的限制。

目前通過加入添加相采用多元復(fù)合的方法來提高材料的性能，雖然大多數(shù)提高了抗彎強(qiáng)度及斷裂韌度提高，但材料的硬度降低嚴(yán)重。

TiB₂基陶瓷材料的制備方法有：原位反應(yīng)合成法、自蔓延高溫合成技術(shù)、無壓燒結(jié)和爆炸燒結(jié)等。傳統(tǒng)制備工藝存在制備設(shè)備與工藝復(fù)雜，成本高，不利于產(chǎn)業(yè)化等不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有TiB₂基陶瓷材料復(fù)合時(shí)存在力學(xué)性能較差、工藝復(fù)雜且不利用產(chǎn)業(yè)化的問題，提供了一種TiB₂-HfN超硬材料及其制備方法。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種TiB₂-HfN超硬材料，是由如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：TiB₂ 54-80份，HfN 10-30份，Ni 4-12份，Mo 4-12份。

制得的TiB₂-HfN超硬材料的純度高，HfN晶粒均勻分布在TiB₂晶粒的周圍，TiB₂晶粒的尺寸介于5μm-10μm，TiB₂-HfN材料的硬度介于20GPa-25GPa，克服了現(xiàn)有TiB₂基陶瓷材料復(fù)合時(shí)存在力學(xué)性能較差的問題。

一種TiB₂-HfN超硬材料的制備方法，采用如下步驟：a、將各原料混合粉末裝入臥式罐磨球磨機(jī)中，用硬質(zhì)合金球球磨后過篩；b、將過篩后的原料裝入上下封閉的石墨容器，再放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)；c、在升溫速率10℃/min、壓力25MPa、燒結(jié)溫度1550℃-1750℃的條件下保溫25min-50min，制得TiB₂-HfN超硬材料。

本發(fā)明所述的TiB₂-HfN超硬材料及其制備方法在保持材料復(fù)合后斷裂韌度和抗彎強(qiáng)度提高的基礎(chǔ)上，保持了材料的高硬度特性，而且采用真空熱壓燒結(jié)制備工藝簡單，成本低，有利于產(chǎn)業(yè)化，適合于切削加工高硬度的材料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的斷口掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種TiB₂-HfN超硬材料，是由如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：TiB₂ 62份，HfN 19份，Ni 7份，Mo 12份。

一種TiB₂-HfN超硬材料的制備方法，采用如下步驟：a、將各原料混合粉末裝入臥式罐磨球磨機(jī)中，用硬質(zhì)合金球球磨后過篩；b、將過篩后的原料裝入上下封閉的石墨容器，再放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)；c、在升溫速率10℃/min、壓力25MPa、燒結(jié)溫度1550℃的條件下保溫43min，制得TiB₂-HfN超硬材料。

實(shí)施例2

一種TiB₂-HfN超硬材料，是由如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：TiB₂ 80份，HfN 10份，Ni 4份，Mo 6份。

一種TiB₂-HfN超硬材料的制備方法，采用如下步驟：a、將各原料混合粉末裝入臥式罐磨球磨機(jī)中，用硬質(zhì)合金球球磨后過篩；b、將過篩后的原料裝入上下封閉的石墨容器，再放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)；c、在升溫速率10℃/min、壓力25MPa、燒結(jié)溫度1698℃的條件下保溫25min，制得TiB₂-HfN超硬材料。

實(shí)施例3

一種TiB₂-HfN超硬材料，是由如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：TiB₂ 54份，HfN 30份，Ni 12份，Mo 4份。

一種TiB₂-HfN超硬材料的制備方法，采用如下步驟：a、將各原料混合粉末裝入臥式罐磨球磨機(jī)中，用硬質(zhì)合金球球磨后過篩；b、將過篩后的原料裝入上下封閉的石墨容器，再放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)；c、在升溫速率10℃/min、壓力25MPa、燒結(jié)溫度1750℃的條件下保溫50min，制得TiB₂-HfN超硬材料。