[發(fā)明專利]一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410201858.4
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103949187A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建林;李淑云;王明;趙春紅;李立;司蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南飛孟金剛石工業(yè)有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人造金剛石生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝。

背景技術(shù)

金剛石是硬度很高的超硬材料，主要用于制作各種金剛石工具，如磨削工具、拉絲模、切削刀具以及鉆進工具等。世界上生產(chǎn)的金剛石主要以單晶為產(chǎn)品，獲得了廣泛的應(yīng)用。人造和天然金剛石以單晶居多，晶體本身就是一個完整的大晶粒。單晶是具有完整晶體外形的單個顆粒，顆粒內(nèi)部的晶格是周期排列，具有各向異性?；多晶是一個顆粒里面有多個晶粒，每個晶粒的晶格都是周期性排列的，具有各向同性。多晶是眾多取向晶粒的單晶的集合，晶體是由許許多多的小晶粒組成。

單晶金剛石的應(yīng)用有一定的缺點?：由于有解理面，在磨削過程中一段時間后刃面磨損后容易鈍化?；單晶容易整體從基體中拔出失去磨削效果，不能充分發(fā)揮金剛石的效用，導(dǎo)致加工成本升高。為了克服單晶金剛石的不足，人們開始主要通過電鍍的方法在金剛石表面鍍鎳、鍍銅或鍍鈦等。如中國專利?CN85100286B，及公開專利申請?CN102286742.A，公開了金剛石表面金屬化的方法。金剛石表面經(jīng)過金屬化以后，能解決金剛石不能與一般低熔點合金粘結(jié)和浸潤的困難，這對制備金屬基體的金剛石工具是有利的。中國專利200410096957.7?還公開了一種金剛石表面涂覆玻璃涂覆金剛石鍍鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)及其方法，經(jīng)過復(fù)合涂覆和金屬鍍處理的金剛石，體積增大，使得金剛石與基體的結(jié)合強度和把持力提高。但是這些方法制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)過表面金屬化的金剛石表面讓然缺少活性基團，與陶瓷和樹脂基體仍不能形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，對提高金剛石工具的壽命和效果是有限的。

合成多晶金剛石是一項新技術(shù)，多晶金剛石磨粒由多個亞穩(wěn)態(tài)金剛石微晶聚結(jié)而成團粒狀顆粒，形狀不如金剛石單晶規(guī)則，呈各種凸凹粗糙表面，磨削時在應(yīng)力作用下，外部微晶粒逐層脫落的同時，露出新的鋒利切削刃，而且磨削力小，被加工工件表面粗糙度低，多晶金剛石磨粒可以發(fā)揮充分效用，能解決單晶金剛石整體從基體中拔出、過早脫落的問題。中國專利?CN101884933B，及公開專利申請?CN102698758.A，公開了自銳性多晶金剛石合成用的觸媒及其制備方法。中國公開專利申請?CN102941038.A?公開了一種高自銳性金剛石的合成工藝。

可是，目前多晶金剛石產(chǎn)品產(chǎn)量低、品質(zhì)低、顆粒小、強度過低、抗沖擊韌性低，熱穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是要提供一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝，包括以下步驟：

1）、將合成塊裝入壓機；

2）、0～60s內(nèi)升壓至8MPa；

3)、在60s～120s內(nèi)升壓從8MPa到40MPa，同時提高加熱功率從0到8kw；

4）、在120s～180s內(nèi)緩慢升壓從40MPa到65MPa，之后保壓60s，加熱功率繼續(xù)保持在8kw，持續(xù)240s；

5）、在240s～480s內(nèi)緩慢升壓從65MPa到70MPa，之后保壓120s；加熱功率在360s～600s內(nèi)緩慢降低從8kw到7.6kw；

6）、在600s～660s內(nèi)降壓從70MPa到60MPa，同時加熱功率從7.6kw突降到1.5kw；

7）、在660s～720s內(nèi)降壓和降低加熱功率到0，之后冷卻400s；

8）、取出合成塊。

本發(fā)明的有益效果為：合成出來的多晶金剛石形狀不規(guī)則、表面粗糙、顆粒大，雜質(zhì)少，呈深綠色，具有極好的自銳能力且熱穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝曲線圖。

具體實施方式

如圖1所示的粗顆粒多晶金剛石合成工藝，包括以下步驟：

1）、將合成塊裝入壓機；

2）、0～60s內(nèi)升壓至8MPa；

3)、在60s～120s內(nèi)升壓從8MPa到40MPa，同時提高加熱功率從0到8kw；

4）、在120s～180s內(nèi)緩慢升壓從40MPa到65MPa，之后保壓60s，加熱功率繼續(xù)保持在8kw，持續(xù)240s；

5）、在240s～480s內(nèi)緩慢升壓從65MPa到70MPa，之后保壓120s；加熱功率在360s～600s內(nèi)緩慢降低從8kw到7.6kw；

6）、在600s～660s內(nèi)降壓從70MPa到60MPa，同時加熱功率從7.6kw突降到1.5kw；

7）、在660s～720s內(nèi)降壓和降低加熱功率到0，之后冷卻400s；

8）、取出合成塊。

凡在不脫離本發(fā)明核心的情況下做出的簡單的變形或修改均落入本發(fā)明的保護范圍。