[發明專利]帶有三維骨架硬質合金基體的聚晶金剛石復合片制備方法

有效

• 申請號: 201910182964.5
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109954883B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 倪培燊;鄧欣;趙哲;張俊濤;盧洋;陳嘉星
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22F7/06
• 分類號: B22F7/06;B22F3/11;B33Y10/00
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙) 44349
• 代理人: 陳文福

1.帶有三維骨架硬質合金基體的聚晶金剛石復合片制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A）制備硬質合金基體；所述硬質合金基體由圓柱狀硬質合金及其在所述圓柱的一個底面上通過3D打印方法制備的一層三維骨架結構層組成；所述三維骨架結構層為硬質合金層或者合金材料層；

B）所述圓柱狀硬質合金的制備方法為傳統粉末冶金液相燒結方法；所述三維骨架結構的制備方法為增材制造方法，包括SLM及噴膠3DP方法；

C）對基體進行機加工預處理與清洗，對金剛石微粉進行凈化處理，對葉蠟石合成塊進行熱處理；

D）將金剛石微粉添加到所述硬質合金基體帶有三維骨架結構的一側，將金剛石微粉充分填入所述硬質合金基體的三維骨架結構空隙；

E）組裝葉蠟石合成塊；

F）采用六面頂壓機高溫高壓燒結工藝對所述合成塊進行高溫高壓燒結；

G）將高溫高壓燒結后的聚晶金剛石復合片進行機加工后處理；

步驟A）中，所述圓柱狀硬質合金的材料為WC-Co硬質合金，Co的質量百分比為6-20%，所述三維骨架結構的材料為硬質合金、Ti合金、Zr合金、W合金、Mo合金、Cr合金中的一種或幾種；

步驟B）中，所述三維骨架結構的制備方法為：通過逐層鋪粉和激光熔融或者噴膠的方法建立硬質合金基體三維骨架結構模型，所述噴膠3DP方法還要在打印完畢后進行脫膠及燒結的過程，脫膠采用400-500℃氫氣或保護性氣氛下進行，燒結在1000-1350℃真空或保護性氣氛下進行；

步驟D)中，其具體步驟包括：將金剛石微粉與有機凝膠混合后擠壓進入所述硬質合金基體的三維骨架結構空隙并通過400-600℃保護氣氛或氫氣脫膠過程將凝膠徹底去除，可以將金剛石微粉與有機凝膠混合后再次擠壓進入所述硬質合金基體的三維骨架結構空隙并通過400-600℃脫膠過程將凝膠徹底去除，這一過程進行2-5次，確保金剛石微粉充分填充所述硬質合金基體的三維骨架結構空隙；

所述金剛石微粉粒度為0.2-20微米；

步驟F）中，所述高溫高壓燒結工藝為燒結壓力5~20GPa、燒結溫度1400℃~1700℃、保溫時間10~60min。

2.根據權利要求1所述的帶有三維骨架硬質合金基體的聚晶金剛石復合片制備方法，其特征在于,步驟D)中，其具體步驟包括：將金剛石微粉、有機粘接劑、水或者無水乙醇的揮發性溶劑混合，在液體混合物狀態下沉積到所述硬質合金基體帶有三維骨架結構的一側，將溶劑或水進行干燥；這一混合、沉積、干燥過程重復2-5次，確保金剛石微粉充分填充硬質合金基體帶有三維骨架結構的空隙。

3.根據權利要求1所述的帶有三維骨架硬質合金基體的聚晶金剛石復合片制備方法，其特征在于,所述三維骨架結構材料為WC-Co、Ti-5Ta-30Nb-8Zr、Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr、Zr50、Ti6Al4V、Co-Cr-Mo、CoCrMo、CoCrWMo中的一種或幾種。