[發(fā)明專利]釬焊金剛石聚晶體的制作工藝及其所用模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910062359.0
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101591812A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 葉宏煜;謝濤
• 申請（專利權）人: 武漢萬邦激光金剛石工具有限公司
• 主分類號: C30B33/06
• 分類號: C30B33/06;C30B29/04;B23P5/00;C22C1/05
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術領域

本發(fā)明涉及金剛石工具制作技術領域，特別是一種釬焊金剛石聚晶體的制作工藝及其所用模具。

背景技術

由于受金剛石合成條件的限制，目前人造金剛石單晶的粒度(單顆粒金剛石的尺寸)最大的直徑雖然可達到(5～6)mm，但制作成本高，產量低，所以市場上能批量供應的主要還是在0.8mm以下直徑的金剛石顆粒，不能滿足金剛石工具制造業(yè)的需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種釬焊金剛石聚晶體的制作工藝及其所用模具，使其產品中的金剛石顆粒與釬焊粉料結合緊密，產品質量高，成本低，從而滿足金剛石工具制造業(yè)的需要。

本發(fā)明的目的由以下方案來實現：

釬焊金剛石聚晶體的制作工藝步驟為：首先將釬焊粉料與金剛石顆粒按1～3∶1的質量比混合均勻；再將混合物料由下至上逐層鋪設到模具中部的腔型中，混合物料內設置有加強金屬網或金屬絲；混合物料的頂部設置有阻隔金剛石顆粒流失的工藝金屬網；工藝金屬網的上方設有模具中的補料環(huán)，環(huán)內腔加入釬焊補入料；將石墨塊或陶瓷塊設置在補料環(huán)上方，將一壓塊壓置在石墨塊或陶瓷塊上；將上述模具及其混合物料放入真空爐中加熱，加熱到釬焊料熔點以上10℃～60℃時保溫(10～30)秒，冷卻后取出即可。

上述釬焊粉料與金剛石顆粒的質量的優(yōu)選值為2.23∶1。

上述模具的型腔中鋪設混合物料及其加強金屬網或金屬絲的工藝中，加強金屬網或金屬絲的層數為1～3層，且上下層靠近上下兩面。

上述所設置的加強金屬網或金屬絲為20目以細目數的金屬網或金屬絲。

上述鋪設的加強金屬網或金屬絲，在鋪設前應將其進行噴砂處理并用清洗劑清洗。

一種釬焊金剛石聚晶體的制作工藝中所用模具，其模體為石墨體或陶瓷體，中部按設計的形狀加工出型腔；型腔上部設有補料石墨環(huán)或陶瓷環(huán)，型腔與補料環(huán)之間的配合間隙為(0.01～0.10)mm；補料環(huán)上方設有石墨塊或陶瓷塊，石墨塊或陶瓷塊的上方設有壓塊。

上述模體中部型腔的內壁涂有防滲脫模劑。

上述型腔上方所設的補料環(huán)的中部呈漏斗狀。

上述石墨塊或陶瓷塊上方所設的壓塊為鐵塊，其重力≥0.25kg/cm²。

本發(fā)明工藝簡單，產品質量高，生產成本低，金剛石體積濃度高，金剛石顆粒與釬料界面形成化學鍵結合，結合強度高，在高真空下形成的聚晶體致密性高。釬焊金剛石聚晶體具有類似金剛石單晶的性能，可單獨或添加于金剛石工具中使用，改善金剛石工具的性能。

附圖說明

附圖是本發(fā)明所用模具的結構示意圖。

具體實施方式

以上附圖所公開的結構是本發(fā)明所用模具一個實施例的結構。

圖中各部件及其標號為：1.鐵塊，2.石墨或陶瓷塊，3.釬焊粉料，4.補料石墨環(huán)或陶瓷環(huán)，5.釬焊粉料與金剛石顆粒的混合物，6.圓柱形石墨或陶瓷模體，7.工藝金屬網，8.加強金屬網或金屬絲。

下面結合附圖和實施例對發(fā)明作進一步介紹：

將釬焊粉料與金剛石顆粒按2.23∶1的優(yōu)選質量比混合均勻，在高純圓柱形石墨模體6上按設計的形狀加工出型腔。型腔與補料石墨環(huán)4的配合間隙為(0.02～0.03)mm，并在型腔內壁涂上防滲脫模劑(如立方氮化硼)，并按附圖組裝，放入真空爐中加熱到1000℃-1050℃，保溫(10-30)秒，在高溫時釬焊粉料熔化。補料石墨環(huán)4中的釬焊粉料3保證了型腔中的釬焊粉料充足(加入補料一般不超過補料環(huán)容積的2/3)，補料環(huán)口同時也作為多余釬焊粉料的排出口。工藝鐵絲網7可隔離金剛石顆粒，以免金剛石顆粒流失。鐵塊1提供的恒定壓力保證了金剛石密度的最大化(鐵塊提供的重力按0.25kg/cm²計算)。

釬焊金剛石聚晶體屬于脆性材料，當需要提高其強度時，在聚晶體內還需要埋入多層20目以細目數的鐵絲網(一般2-3層)進行加強。外層鐵絲網距離聚晶體表面1mm左右約1-2層金剛石顆粒。為了更好地保證釬焊料與鐵絲浸潤性，鐵絲網需要噴砂并用清洗劑(如二甲苯)清洗。以上實施時選用材料：高強度Ni-Cr基釬焊粉料(熔點為980℃～1050℃)、高品級金剛石顆粒(如韓國日進公司的ISD1650)；釬焊粉料與金剛石顆粒按2.23∶1的優(yōu)選質量比混合均勻。

所用模具經設計制作后，按附圖將各部分組裝起來，各部分的作用為：

1.鐵塊：用于給釬焊粉料與金剛石顆粒的混合物提供恒定壓力；

2.石墨塊：用作鐵塊1的載體；

3.釬焊粉料；

4.補料石墨環(huán)：用于補充釬焊粉料；