[發(fā)明專利]一種高性能金剛石燒結制品的制備方法

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• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110218924A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 趙志偉;晉凱;鄭紅娟;霍少華;陳利霞;路朋獻
• 申請（專利權）人: 河南工業(yè)大學
• 主分類號: C22C26/00
• 分類號: C22C26/00;C22C1/05;B22F3/04;B22F3/105
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本發(fā)明屬于金剛石制品制備領域，涉及一種高新能金剛石燒結制品的制備方法。所述的制備方法包括以下步驟：a、按質量百分比取70～90％的預合金粉、10～30％的金剛石顆粒，混合均勻，加入臨時粘接劑，密封放置12～24h；b、將步驟a制得的混合料用油壓機初壓成型。c、將步驟b制得的產物抽真空，采用冷等靜壓機進一步壓制成型、干燥，制得磨具毛坯；d、將步驟c制得磨具毛坯，用微波燒結爐或放電等離子燒結爐進行燒結，制得本發(fā)明的金屬結合劑金剛石制品。本方法具有強度高、硬度高、成分均一、燒結溫度低、節(jié)約能源、操作簡單等特點，易于工業(yè)化生產。

技術領域

本發(fā)明提供了一種制備高性能金剛石燒結制品的制備方法，屬于金剛石工具制備技術領域。

背景技術

金屬結合劑金剛石燒結制品具有較高的強度、硬度和韌性，對金剛石磨粒的把持力較好。金屬結合劑金剛石燒結制品中的金剛石磨粒的優(yōu)異性能能否充分發(fā)揮，結合劑的把持力以及結合劑的強度和硬度是至關重要的因素。

金屬結合劑的好壞取決于對金剛石的把持力，包括金屬結合劑的強度和金屬結合劑的硬度以及和金剛石的結合力。結合劑是磨粒之間的橋梁，如果磨粒的強度不夠，金剛石的優(yōu)異性能將不能充分發(fā)揮。金屬結合劑作為結合強度最高的結合劑，研究工作一直在進行，力求得到各項性能更佳的金屬結合劑。

預合金粉作為近幾年用途較廣的金屬粉末，深受研究者的青睞。預合金粉是采用高溫熔煉法或共沉淀法制備的一種分散性較好的金屬粉末，成分均一，元素分布均勻，從根本上改善了成分偏析，提高結合劑的硬度和強度，降低金屬原子擴散所需的活化能，從而降低燒結溫度，縮短燒結時間，節(jié)約能源，避免金剛石被燒傷，降低了生產成本。

傳統(tǒng)的金屬結合劑金剛石工具常用熱壓燒結，燒結溫度高，能源消耗大，金剛石容易被燒傷，燒結時，液相外滲嚴重，成分易偏析。為了改善金屬結合劑金剛石制品的能源消耗和偏析問題，研究者們紛紛尋找新的燒結方式。微波快速燒結和放電等離子燒結作為新型的燒結方式，與傳統(tǒng)熱壓燒結相比，微波燒結采用發(fā)射微波方式加熱，材料受熱均勻，材料各個位置溫度梯度較小，使材料內部和外部燒結狀況差異減小，提高材料內部致密化程度，降低燒結溫度，節(jié)約能源。放電等離子燒結利用上下兩端模沖和電極將特定電源和壓力施加到燒結的粉末上，脈沖電流產生的等離子體有利于降低燒結過程中的活化能，降低粉末的燒結溫度。同時，低電壓、高電流的特征，能使粉末快速致密化。

因此，為了得到一種高性能金剛石燒結制品，獲得具有更高強度和硬度及對金剛石的把持力更高的金屬胎體，有必要探索一種以預合金粉作為結合劑、以微波燒結或放電等離子燒結作為燒結方式的金剛石燒結制品的制備方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種快速制備性能優(yōu)良的金屬結合劑金剛石燒結制品的新方法。此方法制備的金屬結合劑可以更好地滿足高性能金剛石制品制造的要求，使制得的金剛石燒結制品更容易達到的高速、高效、高精度磨削的條件。該方法具有經濟效益高、清潔節(jié)能和工藝簡單等特點。

本發(fā)明的高性能金剛石燒結制品的制備方法包括以下幾個步驟：

a、按質量百分比取70～90％的預合金粉(0.5～3μm）、10～30％的金剛石顆粒（100～240目），混合均勻，加入臨時粘接劑，密封放置12～24h；

b、將步驟a制得的混合料用油壓機初壓成型。

c、將步驟b制得的產物抽真空，采用冷等靜壓機進一步壓制成型、干燥，制得磨具毛坯；

d、將步驟c制得磨具毛坯，用微波燒結爐或放電等離子燒結爐進行燒結，制得本發(fā)明的金屬結合劑金剛石制品。

本發(fā)明所述混合是在行星式球磨機、滾動球磨機或三維混料機中任意一種設備中進行。

本發(fā)明所述預合金粉為霧化法制備的Cu基、Fe基或Ni基任意一種預合金粉。