[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

本發明涉及金剛石工具的制備技術領域，尤其涉及一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝。一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，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。本發明的目的在于提出一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，制得的金剛石工具的燒結的毛坯收縮率小，尺寸精度高，致密度高，抗彎強度和硬度都得到提高，且成品率高，可以制作大尺寸、形狀復雜的金剛石工具。

技術領域

本發明涉及金剛石工具的制備技術領域，尤其涉及一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝。

背景技術

傳統的金剛石工具制造工藝主要是采用熱壓燒結成型工藝，首先將胎體合金粉料在冷壓機中預壓成型成胎體合金毛坯，然后將胎體合金毛坯裝入石墨模具中在熱壓燒結爐中進行加熱加壓燒結，該方法只能生產斷面形狀簡單的金剛石工具，且燒結爐通常需要多次重復升溫降溫，耗能大，生產效率低，石墨模具損耗大，對環境污染嚴重，生產成本高，質量不穩定。目前已經有采用粉末冶金注塑成型和擠出成型方法生產金剛石工具，可以生產幾何形狀復雜的產品。但是粉末冶金注塑成型和擠出成型需要在胎體合金粉料中添加大量的粘結劑制備胎體合金喂料，從而保證胎體合金喂料的流動性能夠滿足注塑成型和擠出成型的要求，一般在胎體合金喂料中粘結劑的加入量(質量百分數)為9～15％，體積比(V_粘結劑/V_喂料)為60～70％，由于粘結劑的加入量比較大，增加了后續的脫脂工藝的難度，脫脂時間長，升溫速率要求高，脫脂難度大，在脫脂過程中毛坯容易產生氣泡和內部裂紋，嚴重時毛坯會爆裂，極大地影響了制備的金剛石工具的質量。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，制得的金剛石工具的燒結的毛坯收縮率小，尺寸精度高，致密度高，抗彎強度和硬度都得到提高，且成品率高，可以制作大尺寸、形狀復雜的金剛石工具。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于溫壓成型的金剛石工具制備工藝，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。

優選的，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％。

優選的，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。

優選的，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。