[發(fā)明專利]一種金剛石復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010600024.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111676405B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳偉利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽亞珠金剛石股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C26/00
• 分類號(hào): C22C26/00;C22C30/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 韓立峰

1.一種金剛石復(fù)合材料，其特征在于，該金剛石復(fù)合材料由以下重量份組分制備得到：

金剛石顆粒90～110份，鎳鉻合金粉末12～20份，粘結(jié)劑4～6份，高錳鋼粉末60～100份；

該金剛石復(fù)合材料由以下步驟制備得到：

步驟一：對(duì)金剛石顆粒進(jìn)行丙酮溶液超聲波處理，將其清洗后再經(jīng)蒸餾水漂洗；

步驟二：將清洗后的金剛石顆粒，加入粘結(jié)劑充分混合均勻，然后加入鎳鉻合金粉末進(jìn)行攪拌，將鎳鉻合金粉末均勻涂敷于金剛石顆粒表層，然后將其置于200～250℃的溫度下保溫1～2h，得到預(yù)處理的金剛石顆粒；

步驟三：將預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末進(jìn)行混合均勻后使用超微磨粉設(shè)備進(jìn)行磨粉，得到混合粉末；

步驟四：將混合粉末鋪層于模具中，利用動(dòng)磁壓制技術(shù)將其制成壓坯，得到金剛石復(fù)合材料預(yù)制坯；

步驟五：將金剛石復(fù)合材料預(yù)制坯進(jìn)行真空燒結(jié)，燒結(jié)完成后，隨爐冷卻，得到該金剛石復(fù)合材料；

所述步驟三的具體制作過(guò)程為：

步驟三：打開(kāi)超微磨粉設(shè)備的進(jìn)料口（103），將預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末進(jìn)行混合均勻后與若干個(gè)體積不同的鋼球（120）共同放置于轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）的內(nèi)腔中后，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）繞水平軸線回轉(zhuǎn)時(shí),裝在轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)腔中的鋼球（120）和預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末在離心力和摩擦力的作用下,隨著轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）達(dá)到一定高度,當(dāng)它們自身重力大于離心力時(shí),便脫離轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)壁拋射下落或滾下,鋼球（120）的沖擊力將預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末擊碎，同時(shí)，鋼球（120）相互間的滑動(dòng)、碰撞對(duì)預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末也產(chǎn)生研磨作用，且預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末在凸刃（119）上滑動(dòng)時(shí)也會(huì)進(jìn)行細(xì)化，磨粉完成，得到混合粉末；

所述步驟三中的超微磨粉設(shè)備磨粉的工作過(guò)程如下：

①、打開(kāi)進(jìn)料口（103），將若干個(gè)體積不同的鋼球（120）放置于轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）的內(nèi)腔中后，將預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末放入轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)腔，關(guān)閉進(jìn)料口（103）；

②、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（106），驅(qū)動(dòng)電機(jī)（106）運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)主動(dòng)皮帶輪（113）、從動(dòng)皮帶輪（112）帶動(dòng)了傳動(dòng)齒輪（118）轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)了第一減速齒輪（117）、第二減速齒輪（116）轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)軸（104）帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）轉(zhuǎn)動(dòng)；

③、轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)腔中放置有各種體積的鋼球（120），當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）繞水平軸線回轉(zhuǎn)時(shí),裝在轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)腔中的鋼球（120）和預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末在離心力和摩擦力的作用下,隨著轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）達(dá)到一定高度,當(dāng)它們自身重力大于離心力時(shí),便脫離轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）內(nèi)壁拋射下落或滾下,鋼球（120）的沖擊力將預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末擊碎，同時(shí)，鋼球（120）相互間的滑動(dòng)、碰撞對(duì)預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末也產(chǎn)生研磨作用，且預(yù)處理的金剛石顆粒與高錳鋼粉末在凸刃（119）上滑動(dòng)時(shí)也會(huì)進(jìn)行細(xì)化；

④、磨粉完成，得到混合粉末，轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)（102）停止轉(zhuǎn)動(dòng)，打開(kāi)進(jìn)料口（103），將鋼球（120）和得到混合粉末倒出至載料箱（115）中，取出鋼球（120）即可。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石復(fù)合材料，其特征在于，所述粘結(jié)劑為丙烯酸乳液，所述高錳鋼粉末的粒度為0.8～400μm，所述鎳鉻合金粉末的粒度為20～100μm，所述金剛石為人造單晶金剛石顆粒，粒度為80～100μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石復(fù)合材料，其特征在于，所述步驟三中的超微磨粉設(shè)備轉(zhuǎn)速為150～350r/min，磨粉時(shí)間為8～10h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石復(fù)合材料，其特征在于，所述步驟五中的燒結(jié)過(guò)程如下：

以5～8℃/min 的升溫速率升至500℃，以10～15℃/min的升溫速率升溫至800℃，以5～8℃/min 的升溫速率升至1000℃，以3～5℃/min 的升溫速率升至1300～1350℃，保溫100～120min，其中，燒結(jié)過(guò)程的真空度為30～35Pa。