[發(fā)明專利]在超硬顆粒表面包覆粉末的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310612148.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN103600314A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉一波;姚炯彬;舒惠星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司;安泰科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B24D18/00
• 分類號(hào): B24D18/00;B22F1/02
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;張向琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金剛石制品領(lǐng)域，涉及制備金剛石制品所需的金剛石顆粒的表面處理方法，具體而言涉及一種在金剛石、立方氮化硼等超硬顆粒表面包覆粉末的裝置和方法。

背景技術(shù)

在超硬制品的生產(chǎn)工藝中，通常是將磨料顆粒與胎體粉末混合后壓制燒結(jié)，但是由于磨料粒度和胎體粉的粒度差別大、比重又不同，從而造成磨料顆粒很難在胎體中均勻分布，燒結(jié)出來的制品在使用過程中容易產(chǎn)生磨料顆粒密集處脫粒，在稀疏處拉溝等情況，甚至引起制品裂紋或掉塊，因此，常將磨料顆粒即超硬顆粒表面包覆一層粉末以改善上述缺陷。目前有流化床包覆技術(shù)和轉(zhuǎn)盤法包覆技術(shù)。其中：

公開號(hào)為US4770907(Kimura,FujiPaudal,1988),US5143523(Matarrese,GE,1992)和US5405573(Clark等人，GE，1995)等專利描述了采用流化床來包覆顆粒。在這些方法中，都使用氣流通過裝有超硬顆粒的腔室中，使顆粒懸浮起來，然后向腔室中噴射粘接劑、溶劑和粉末狀材料（如金屬粉末包覆材料）。包覆顆粒體積的增加與在腔室中停留的時(shí)間成正比（非線性）。該方法的優(yōu)點(diǎn)是流化床可以使包覆顆粒良好的分離，確保每個(gè)丸粒中含有單個(gè)超硬顆粒，同時(shí)以合理的速率包覆超硬顆粒。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是最大包覆速率相對(duì)慢，并且當(dāng)采用高密度粒狀的包覆材料如Mo、W、WC、W2C時(shí)，專利所提及的裝置很難保持超硬顆粒的懸浮能力，從而顆粒的包覆厚度增加難以實(shí)現(xiàn)。此外，當(dāng)采用不同密度、粉末形狀和尺寸的混合粉末時(shí)，流化床包覆方法是不理想的，混合粉末會(huì)在流化床中趨于分層，從而不能均勻地獲得期望的包覆層。

GB1014295(Norton,1965)和EP0012631（Tomlinson,Debeers,1980）專利中描述了采用轉(zhuǎn)盤法包覆顆粒如金剛石的方法，在該方法中通過如下方式成丸粒：1）在旋轉(zhuǎn)的金剛石仔晶上噴涂包含金屬粉末、粘結(jié)劑和溶劑的漿料和/或2）在旋轉(zhuǎn)的金剛石仔晶上單獨(dú)噴涂粘結(jié)劑和溶劑，然后“噴撒”金屬粉末。轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)將包覆的金剛石仔晶分離，這個(gè)過程中溶劑揮發(fā)，粘結(jié)劑將包覆材料以仔晶為中心形成同心外殼，隨著包覆過程進(jìn)行外殼體積增加。此方法就快速增加包覆丸粒質(zhì)量方法而言，是有效的。然而，該方法的不利之處在于，包覆初始階段，金剛石仔晶和早期包覆形成的丸粒在粘接劑的作用下易于團(tuán)聚，因此初期的包覆速度必須非常慢以避免團(tuán)聚，因而增加了總處理時(shí)間并降低了該方法的生產(chǎn)效率。在出現(xiàn)的丸粒達(dá)到臨界尺寸后，團(tuán)聚率顯著降低，包覆進(jìn)入體積快速增大階段后，最終的丸粒可能具有大的尺寸分布。在此過程中，包覆粉末有可能在粘結(jié)劑的作用下自形核并增大，形成內(nèi)部無仔晶的丸粒。

公開號(hào)為US20120082786（Keith?GUSH,shannon,IE）的專利將上述“流化”和“旋轉(zhuǎn)盤”兩種包覆技術(shù)結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)在所描述的單一裝置中完成超硬顆粒的均勻包覆，在包覆效率和降低成本方面有很大改進(jìn)，但該方法在包覆過程中需要不斷的進(jìn)行包覆狀態(tài)檢驗(yàn)，另外需要在包覆過程中將包覆到一定厚度的丸粒進(jìn)行分批包覆已達(dá)到更大包覆厚度的要求，這會(huì)帶來不同批次包覆質(zhì)量的偏差。

因此，需開發(fā)能夠克服上述技術(shù)困難的單獨(dú)技術(shù)，并提供一種包覆超硬顆粒更有效、成本更低的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中“流化”技術(shù)包覆效率低、包覆材料受其形狀、尺寸、比重等影響，“旋轉(zhuǎn)盤”技術(shù)包覆丸粒粒度分布大、需分批包覆等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在超硬顆粒表面包覆粉末的裝置及方法。采用該裝置包覆材料不受形狀、尺寸、比重影響，包覆丸粒粒度一致，并且包覆效率高、過程可控性好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種在超硬顆粒表面包覆粉末的裝置，包括：

網(wǎng)板，板面上均勻布置有若干個(gè)圓柱形通孔，每個(gè)所述通孔中放置一粒超硬顆粒；

定位板，一面上設(shè)有若干個(gè)與所述網(wǎng)板上通孔相對(duì)應(yīng)的圓柱形凸臺(tái)，所述凸臺(tái)直徑與所述網(wǎng)板上的通孔孔徑相配合，以用于支撐所述超硬顆粒在所述通孔的中心位置；以及

擠壓機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述網(wǎng)板上并與所述定位板相對(duì)，用于將含有包覆用粉末的漿料擠壓入所述網(wǎng)板的通孔中。

在上述裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述裝置還包括一組與網(wǎng)板上的通孔相配的若干針棒，用于將包覆好的超硬顆粒從通孔中推出。

在上述裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述定位板上的各圓柱形凸臺(tái)的頂部具有倒置圓錐形凹槽，以用于將超硬顆粒固定于所述通孔的中心位置。