[發明專利]陶瓷結合劑金剛石復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710934287.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109592974A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 朱玉梅;周玲杰;李志宏
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/622;B24D3/14
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種陶瓷結合劑金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，按照下述步驟予以進行：

步驟1，將硼酸、氧化鋁、氧化硅、碳酸鋰、碳酸鈉、氧化鋅、氧化鈦和氧化鋯均勻混合，得到結合劑，其中，所述硼酸、氧化鋁、氧化硅、碳酸鋰、碳酸鈉、氧化鋅、氧化鈦和氧化鋯質量份數的比為(20～40)：(5～10)：(30～50)：(1～5)：(1～5)：(1～5):(1～6):(2～4)；

步驟2，將步驟1所得結合劑于600～800℃保溫30～60min，得到水淬結合劑；

步驟3，將步驟2所得水淬結合劑于70～90℃下恒溫烘干40～50h，烘干后粉碎，以使該水淬結合劑能夠通過40目篩子，得到結合劑粉末；

步驟4，將金剛石粉料和步驟4所得結合劑粉末均勻混合，得到粉料，其中，所述金剛石粉料和所述結合劑粉末的質量份數的比為(15～30):(70～85)；

步驟5，在步驟4所得粉料中加入質量為該粉料2～8％的添加劑并均勻混合，得到添加劑粉料混合物，其中，所述添加劑為CaF₂、ZnF₂、ZnS、WO₃或SrO；

步驟6，再在所述添加劑粉料混合物加入質量為該添加劑粉料混合物1～7％的粘結濕潤劑并均勻混合，用30～50目篩子過篩，過篩后壓成塊體，將所述塊體以3～5℃/min的速度升溫至350～450℃并保溫1～1.5h，再以3～5℃/min的速度升溫至750～800℃并保溫100～120min，保溫后以1～3℃/min的速度降至650℃并保溫100～120min即可，其中，所述粘結濕潤劑為石蠟。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述硼酸、氧化鋁、氧化硅、碳酸鋰、碳酸鈉、氧化鋅、氧化鈦和氧化鋯質量份數的比為(30～40)：(5～8)：(30～40)：(3～5)：(3～5)：(3～5):(3～6):(3～4)。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述硼酸、氧化鋁、氧化硅、碳酸鋰、碳酸鈉、氧化鋅、氧化鈦和氧化鋯質量份數的比為35：5：35：5：5：5：6：4。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟3中，烘干后粉碎的步驟為：將所述水淬結合劑入球磨機的球磨罐中，將所述球磨機的轉速調至100～150r/min，進行球磨，其中，所述水淬結合劑與球磨球質量份數的比為1:(1～2)。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，每球磨2～3h將所述水淬結合劑從球磨罐中取出并過篩，將未能通過40目的水淬結合劑重新裝入球磨罐中繼續球磨，直至所有水淬結合劑均通過40目的篩子。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟6中，壓成塊體的壓力為200～300KN，時間為2～5秒。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟6中，在所述步驟6中，在所述添加劑粉料混合物中加入粘結濕潤劑后，再加入100℃的水，以使所述粘結濕潤劑融化。

8.如權利要求1～7中任意一項制備方法得到的陶瓷結合劑金剛石復合材料。

9.如權利要求1～7中任意一項制備方法在提高抗彎強度、抗腐蝕性能、抗腐蝕性能和耐火度中的應用。