[發(fā)明專利]一種制備金剛石工具的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310744105.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103831744A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林曾棟;印紅羽;彭曉芙
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市粉末冶金研究所有限責(zé)任公司
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 李光松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金剛石工具制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備金剛石工具的方法。

背景技術(shù)

自本項目技術(shù)發(fā)明人于1985年獲得中國發(fā)明專利CN85100286A“金剛石表面金屬化的技術(shù)”之后，在國內(nèi)掀起研究金剛石表面涂敷金屬合金，金剛石晶體焊接和單層金剛石釬焊技術(shù)熱潮。概觀上述所有工作，幾乎均建立在本項技術(shù)發(fā)明人提出的添加強碳化物形成元素，諸如Ti、Zr、Cr、V、Ta、Nb、Hf……于Cu、Ag基合金中，通過合金與金剛石的界面反應(yīng)，在金剛石表面產(chǎn)生相應(yīng)的碳化物，從而改善了釬焊合金對金剛石的焊接。這些工作極大地增強了金剛石工具中金屬胎體對金剛石的結(jié)合力，提高了我國金剛石工具的品質(zhì)，擴大了金剛石工具的品種。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是建立在發(fā)明人早年發(fā)明專利“金剛石表面金屬化的技術(shù)”和獲得國家發(fā)明獎“金屬合金對金剛石的粘結(jié)技術(shù)”基礎(chǔ)上，提出一個更合理，更適于產(chǎn)業(yè)化，具有更好質(zhì)量的金剛石工具制造技術(shù)，尤其適合于制備單層金剛石工具。

本發(fā)明的目的是提供一種更適于產(chǎn)業(yè)化，具有更好質(zhì)量金剛石工具的制備方法。本方法制造的金剛石工具有如下性能特點：

1、基于金剛石磨粒預(yù)先撒布并固結(jié)在金屬基體上，金剛石磨粒在工具表面分布疏密將易于控制，避免了金剛石磨粒重復(fù)工作，大幅度降低金剛石的耗量，降低成本。

2、金剛石工具中金剛石磨粒的出刃大小，由噴涂的合金粉漿的厚度控制，可以較容易地制造出適于不同加工條件的金剛石工具。

3、噴涂的合金粉漿的成份配制十分方便，可以較方便地選用對金剛石有很強粘結(jié)力，有適當(dāng)熔融溫度并有不同耐磨性的合金粘合層，本技術(shù)制造的金剛石工具將具有很高的使用壽命。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種金剛石工具的制備方法，其步驟如下：

（1）金屬基體的制備

選定金屬基體材料，按工具的圖紙要求機械加工成型，將需要噴涂金剛石的表面加工至表面粗糙度為Ra1.6～2.0，并清理干凈備用；

（2）金剛石顆粒的噴撒

在需要噴涂金剛石的金屬基體的表面預(yù)涂敷一薄層油漆，在油漆層粘連狀態(tài)下，將金剛石顆粒，尤其是-36目至-300目，撒布在涂敷油漆的金屬基體的表面上；然后涼干或在100～200℃烘干，獲得粘有金剛石顆粒的金屬基體；

（3）合金粉末膠性溶液的制備，

將粒度為-150目至-400目的80～97wt%低熔點金屬，3～20wt%的強碳化物形成元素混合，形成混合粉，并在所得混合粉中加入汽油橡膠稀溶液，成漿狀，攪拌均勻后，得溶液粉漿，密閉待用；

（4）合金粉末的噴涂

將步驟（3）所得溶液粉漿，噴涂于步驟（2）所述粘有金剛石顆粒的金屬基體的表層，獲得金剛石噴涂件；

（5）加熱熔融

將步驟（4）所得金剛石噴涂件置于真空度10^-2～10^-4Pa的真空爐中，加熱溫度在粉體熔點以上，保溫10～30分鐘，得單層金剛石工具。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（1）中所述金屬基體材料為45號鋼、9CrSi或軸承鋼。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（2）中所述油漆為酚醛清漆與丙酮的稀溶液，其中，酚醛清漆與丙酮的體積比例為（1～3）：10。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（3）中所述80～97wt%低熔點金屬為Cu、Ag、Sn、Ni、Co中的一種或多種；所述3～20wt%的強碳化物形成元素為Ti、Zr、Cr、Ta、Nb、Hf、V中的一種或多種。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（3）中所述汽油橡膠溶液為航空汽油與丁鈉橡膠的溶液，其中，航空汽油與丁鈉橡膠的體積比例10：（1～3）。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（4）中所述溶液粉漿的噴涂層厚度為0.1～1.5mm，。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟（5）中所述加熱溫度為800～1100℃。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明涉及一種制備金剛石工具的方法，尤其適于制備單層金剛石工具，其制備步驟包括金屬基體的制備；金剛石顆粒的噴撒；合金粉末膠性溶液的制備；合金粉末的噴涂；加熱熔融，最終制備得到單層金剛石工具使用壽命可提高20％至30％。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

一種制備金剛石工具的方法，其步驟如下：