[發明專利]一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝

有效

• 申請號: 202010318615.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111390182B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 高忠麟;舒誠
• 申請（專利權）人: 榮成中磊科技發展有限公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F1/10;B22F3/02;B22F3/10;B22F9/04;C22C30/02;C22C30/04;C22C26/00;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/16
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 梁永健;單蘊倩

1.一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，將胎體合金粉料和流動溫壓水基粘結劑加熱捏合，然后造粒制得胎體合金喂料；

步驟B，將所述胎體合金喂料進行溫壓成型，得到胎體合金毛坯；

步驟C，對所述胎體合金毛坯進行浸汲脫脂和干燥處理；

步驟D，將經過步驟C處理后的所述胎體合金毛坯進行快速升溫真空熱脫脂和氫氣還原加壓燒結，制得一種基于溫壓成型的金剛石工具；

所述流動溫壓水基粘結劑的原料包括粘彈性聚合物；

按照質量百分數計算，所述流動溫壓水基粘結劑的原料包括：水溶性粘結劑30～50%、剛性高分子聚合物5～30%、粘彈性聚合物30～50%和助劑1～10%；

所述步驟A具體包括：

步驟A1，按照質量百分數計算，將92～95%胎體合金粉料和5～8%流動溫壓水基粘結劑加入捏合機中，在140℃下進行加熱捏合1h，然后降溫冷卻，制得捏合喂料；

步驟A2，將所述捏合喂料放入破碎機中粉碎造粒，制得胎體合金喂料；

所述水溶性粘結劑為聚乙二醇，所述聚乙二醇的聚合度為1500～2500；

所述剛性高分子聚合物為聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的任意一種或幾種的混合物；

所述粘彈性聚合物為乙烯基醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛和無規聚丙烯中的任意一種或幾種的混合物；

所述助劑為石蠟、硬脂酸和鄰苯二甲酸二辛酯中的任意一種或幾種的混合物；

所述步驟B中，所述溫壓成型的溫壓溫度為50～200℃，溫壓壓力為1～3噸/平方厘米，保壓時間為15～30s。

2.根據權利要求1所述的一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，按照質量百分數計算，所述胎體合金粉料包括70～85%金屬預合金粉末、5～10%WC粉、5～11%Ni粉、2～4%Sn粉和3～5%金剛石顆粒；

按照質量百分數計算，所述金屬預合金粉末的組分包括70%Fe和30%Cu，所述金屬預合金粉末的粒徑＜2μm；

所述WC粉、Ni粉和Sn粉的粒徑分別＜5μm。

3.根據權利要求2所述的一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，所述金剛石顆粒的粒徑為0.2～0.4mm。

4.根據權利要求1所述的一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，所述步驟C中，所述浸汲脫脂為將所述胎體合金毛坯放入水、乙醇、脂肪族酮或芳香族碳氫化合物中的任意一種或幾種的混合液中，在25℃恒溫下浸泡1～2h。

5.根據權利要求1所述的一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，所述步驟C中，所述干燥處理為將經過浸汲脫脂的所述胎體合金毛坯取出并在空氣中干燥20～30min后，再在溫度為40℃以及真空度為1000Pa的條件下真空干燥20～30min。

6.根據權利要求1所述的一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，其特征在于，所述步驟D具體包括：

步驟D1，將經過步驟C處理的所述胎體合金毛坯置于真空加壓燒結爐中，在真空度為1Pa下，以150℃/h的升溫速率從室溫升至450℃保溫0.5h，進行快速升溫真空熱脫脂；

步驟D2，所述真空加壓燒結爐以250℃/h的升溫速率從450℃升至550℃保溫1h，同時通入氫氣，控制爐內壓力為0.1035MPa，進行氫氣脫氧還原；

步驟D3，所述真空加壓燒結爐以250℃/h的升溫速率從550℃升至950℃保溫1h，同時通入氬氣，控制爐內壓力為9.6MPa，進行真空加壓燒結；

步驟D4，所述真空加壓燒結爐在保持爐內壓力為9.6MPa的條件下，自然降溫至100℃，開爐門出爐，制得一種基于溫壓成型的金剛石工具。