[發(fā)明專利]一種錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610868551.9
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107502786B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 花波波;陳強;王恒
• 申請（專利權(quán)）人: 河南亞龍金剛石制品股份有限公司
• 主分類號: C22C19/07
• 分類號: C22C19/07;C22C1/02;C22F1/10
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 李想

本發(fā)明公開了一種錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯，以重量百分比表示，由下述合金成分組成：Ni：15?20%，Cu:5?10%，Al：1?5%，Ti：0.2?1%，Si：1?3%，W：0.5?1.5%，余量為Co。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點在于：以金屬杯代替?zhèn)鹘y(tǒng)粉狀催化劑，首先，從制備工藝講，金屬杯的純度和穩(wěn)定性都高于粉狀催化劑，還避免了金屬粉偏析情況的出現(xiàn)，使得合成的PDC性能更均勻穩(wěn)定，也可以提高產(chǎn)品成品率。其次，實現(xiàn)了金屬杯同時向兩側(cè)金剛石微粉實現(xiàn)催化或者兩側(cè)金屬杯同時向中間金剛石微粉實現(xiàn)催化的情形，保證了錐形或弧形的每一處被催化的均勻性，也改善了錐形或弧形PDC的應(yīng)力分布，相應(yīng)的也提高了PDC的耐磨性能、耐熱性能和抗沖擊性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超硬材料制品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯及其制備方法。

背景技術(shù)

金剛石復(fù)合片（簡稱PDC）是由金剛石微粉和催化劑（如Co粉、Ni粉等）混合，再配以硬質(zhì)合金基體經(jīng)預(yù)壓后在超高溫、超高壓下燒結(jié)而成的一種復(fù)合超硬材料。它既有金剛石的硬度與耐磨性，又有硬質(zhì)合金的抗沖擊性和可焊接性，已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、石油（氣）鉆探、工程鉆進(jìn)、機(jī)械加工等領(lǐng)域。

錐形或弧形PDC主要以沖擊破巖為主，這要求其具有較高的抗沖擊性且不易脫層，而在目前錐形或弧形PDC的合成中，聚晶金剛石部分普遍采用單層或多層（增設(shè)過渡層）粉末填料后進(jìn)行預(yù)壓燒結(jié)，此方式合成的PDC內(nèi)部殘余應(yīng)力大，抗沖擊性差、耐磨性低，同時該方式存在著以下問題：1. 金屬粉與金剛石微粉在機(jī)械混合中易出現(xiàn)偏析；2. 多層粉料堆積預(yù)壓時易產(chǎn)生密度梯度，無法保證每一層聚晶層的均勻；3. 金屬粉比表面積大，極易吸附氣體或雜質(zhì)。這些問題極大的影響了催化劑的催化效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯及其制備方法，利用本發(fā)明金屬杯制得的金剛石復(fù)合片，其內(nèi)部殘余應(yīng)力小，聚晶層分布均勻，具有抗沖擊性強，耐磨性高等優(yōu)點，特別適用于錐形或弧形等對殘余應(yīng)力要求嚴(yán)格或增設(shè)有過渡層的金剛石復(fù)合片的制作。

本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的：

一種錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯，以重量百分比表示，由下述合金成分組成：Ni：15-20%，Cu :5-10%，Al：1-5%，Ti：0.2-1%，Si：1-3%，W：0.5-1.5%，余量為Co。

以重量百分比表示，由下述合金成分組成：Ni：15%，Cu :5%，Al：1%，Ti：1%，Si：3%，W：1.5%，余量為Co。

以重量百分比表示，由下述合金成分組成：Ni：17.5%，Cu :7.5%，Al：3%，Ti：0.6%，Si：2%，W：1%，余量為Co。

以重量百分比表示，由下述合金成分組成：Ni：20%，Cu :10%，Al：5%，Ti：1%，Si：3%，W：0.5%，余量為Co。

所述各合金成分均為600目以下的粉末。

如上述錐形或弧形金剛石復(fù)合片用金屬杯的制備方法，具體步驟如下：

a、按照權(quán)利要求1所述的重量百分比稱取各合金成分，將其置于中頻爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1400-1500℃，熔化后保持15-30min，然后澆鑄成合金錠；

b、將步驟a中得到合金錠送入真空度為10^-2-10^-3MPa的高真空熔煉爐中在1450-1550℃進(jìn)行精煉，期間通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，熔化后保持20-30min，然后再次澆鑄成合金錠；

c、將步驟b中得到的合金錠進(jìn)行刨錠，銑刨尺寸為0.5-1.0mm；

d、將步驟c中得到的錠材進(jìn)行回火熱軋，回火溫度為900-1000℃；