[發(fā)明專利]一種聚晶金剛石復(fù)合片及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711450748.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108161362B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀凱;李岡;胡波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢銳特金剛石有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;E21B10/46
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：所述聚晶金剛石復(fù)合片包括硬質(zhì)合金基體層(1)和聚晶金剛石層(2)，所述聚晶金剛石層(2)連接在硬質(zhì)合金基體層(1)上；所述聚晶金剛石層(2)由若干子金剛石層構(gòu)成，每個(gè)子金剛石層中均含有鎢元素；每個(gè)子金剛石層中鎢元素含量不同，使聚晶金剛石層(2)內(nèi)鎢元素梯度分布；遠(yuǎn)離硬質(zhì)合金基體層(1)的聚晶金剛石層(2)中鎢元素含量低于靠近硬質(zhì)合金基體層(1)的聚晶金剛石層(2)中鎢元素含量；所述方法包括以下步驟：

1)取10-40微米粒度的金剛石顆粒70-95份、1-10微米粒度的金剛石顆粒5-30份和硬質(zhì)合金球150-625份混合，將混合顆粒分成若干份，分別將每一份混合顆粒放置在材質(zhì)為聚四氟乙烯的容器中，密封好；所述硬質(zhì)合金球?yàn)橹睆綖?-8mm的球體，所述硬質(zhì)合金球由84-95％的碳化鎢和5-16％的鈷制成；

2)將步驟1)的每個(gè)裝有混合顆粒的聚四氟乙烯容器放置在行星球磨機(jī)上進(jìn)行球磨處理，設(shè)置球磨轉(zhuǎn)速，根據(jù)球磨時(shí)間不同，得到若干批球磨處理后的金剛石粉末；

3)分別凈化處理步驟2)的各批球磨處理后的金剛石粉末；

4)依次將球磨時(shí)間短的金剛石粉末、球磨時(shí)間長的金剛石粉末放入金屬杯中，再將硬質(zhì)合金基體放置在金剛石粉末上面，然后將硬質(zhì)合金基體和金剛石粉末壓實(shí)；

5)將壓實(shí)的硬質(zhì)合金基體、金剛石粉末和金屬杯總成組裝在合成復(fù)合片的專用合成模中，整體構(gòu)成一塊合成塊；

6)高溫高壓燒結(jié)步驟5)的合成塊，得到金剛石復(fù)合片毛坯；

7)將金剛石復(fù)合片毛坯加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸；

8)對(duì)加工后的金剛石復(fù)合片按照要求進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)得到符合要求的成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：所述聚晶金剛石層(2)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括70-95份的10-40微米粒度的金剛石顆粒和5-30份的1-10微米粒度的金剛石顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：鎢元素在遠(yuǎn)離硬質(zhì)合金基體層(1)表層的子金剛石層中含量為0.5-2％，由聚晶金剛石層(2)表層到里層，下一層子金剛石層中的鎢含量為上一層的1-4倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：所述聚晶金剛石復(fù)合片的硬質(zhì)合金基體層(1)和聚晶金剛石層(2)整體構(gòu)成圓柱狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：金剛石顆粒和硬質(zhì)合金球混合顆粒的球磨處理具體步驟為：

1)開啟行星球磨機(jī)，設(shè)置球磨轉(zhuǎn)速為150-300轉(zhuǎn)/分鐘；

2)取若干份由金剛石顆粒和硬質(zhì)合金球組成的混合顆粒，每份裝在一個(gè)聚四氟乙烯容器中，并將每個(gè)裝有混合顆粒的聚四氟乙烯容器放置在行星球磨機(jī)上，每份混合顆粒設(shè)置不同的球磨時(shí)間后開始球磨處理；球磨完成后，分別取出每份金剛石粉末和硬質(zhì)合金球，各自在網(wǎng)篩上過濾掉硬質(zhì)合金球，留下各自球磨處理后的金剛石粉末，并做好標(biāo)記待用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：凈化處理工序包括以下步驟：

1)將球磨處理后的金剛石粉末放置在燒結(jié)爐中在氫氣氣氛下，600-700℃保溫30-60分鐘，完成后降到室溫，取出金剛石粉末；

2)再將金剛石粉末放置在真空燒結(jié)爐中，在真空度值不高于10^-2Pa的條件下，600-800℃保溫45-120分鐘，完成后降到室溫，取出金剛石粉末待用。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：步驟6)中合成塊的燒結(jié)溫度為1300-1700℃，壓力為5-8GPa。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法，其特征在于：金剛石復(fù)合片毛坯加工標(biāo)準(zhǔn)尺寸工序包括以下步驟：

1)金剛石復(fù)合片毛坯進(jìn)行外圓研磨，將金剛石復(fù)合片毛坯的外圓加工至標(biāo)準(zhǔn)尺寸；

2)加工金剛石復(fù)合片毛坯的硬質(zhì)合金基體層端面至標(biāo)準(zhǔn)尺寸；

3)加工金剛石復(fù)合片毛坯的聚晶金剛石層端面至標(biāo)準(zhǔn)尺寸；

4)倒角加工金剛石復(fù)合片毛坯的聚晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體層至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。