[發明專利]一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝

有效

• 申請號: 201811283349.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109465456B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 侯大偉
• 申請（專利權）人: 安徽亞珠金剛石股份有限公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F1/00;B22F3/105;C23C16/40;C23C16/44
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 房文亮

1.一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟：

1) 、將金剛石微粉篩分為15μm、25μm、35μm三種規格，按2:2:1重量比例混合后，將金剛石微粉凈化處理，將金剛石微粉順次置于NaOH、HCl溶液中分別煮沸25~40min，蒸餾水洗滌至中性，烘干備用；

2）、在人造金剛石微粉的表面進行化學氣相沉積形成B₂O₃·SiO₂硼硅氧化物膜，沉積反應溫度350~450℃，沉積時間35~55min，沉積背景氣壓8Pa，沉積氣壓400~800Pa，制備獲得金剛石包被微粉；

3）、按如下重量份配比燒結原料：金剛石包被微粉35~110份，鈦粉10~15份，硼砂5~8份，鈷粉9~15份，Al-Cu催化劑合金粉末1~3份；

4）、將金剛石包被微粉、鈦粉、鈷粉和硼砂和Al-Cu催化劑合金粉末，按照設定配比進行稱量后置于研缽內，添加無水乙醇后進行充分研磨至均勻混合后烘干；

5）、將干燥并且混合均勻的混合物料裝入圓柱形石墨模具中，將組裝好的模具置于放電等離子燒結爐腔內，真空度低于10Pa后充入氮氣，壓力為200~500Mpa，燒結溫度1600℃時恒溫1~2h；

6）、燒結初始階段時，升溫速率為150℃/min，燒結溫度達到1100~1300℃階段時，升溫速率為100℃/min，燒結溫度達到1300~1600℃階段時，升溫速率為50℃/min；恒溫結束后的降溫速率為150℃/min；

7）、脫模拋光后獲得人造金剛石燒結體。

2.根據權利要求1所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述鈦粉、鈷粉、硼砂和Al-Cu催化劑合金粉末粒度均為5~8μm。

3.根據權利要求1所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述化學氣相沉積采用的原料為氣態甲烷硅、乙硼烷及氧氣，純度均為99.0~99.99%。

4.根據權利要求3所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述甲烷硅、乙硼烷和氧氣的摩爾比為2:1:10。

5.根據權利要求1所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述步驟4中烘干條件為55~70℃烘干4~8h。

6.根據權利要求1所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述石墨模具的尺寸為直徑4~8mm，內壁墊有石墨紙。

7.根據權利要求1所述的一種改進型人造金剛石燒結體制備工藝，其特征在于：所述金剛石包被微粉上的硼硅氧化物膜的厚度為5~20納米，硼硅氧化物的質量分數為0.5~4mass%。