[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

本發(fā)明公開(kāi)了一種金剛石復(fù)合材料及其制備方法，該制備方法中金剛石顆粒能夠與高錳鋼充分發(fā)生冶金反應(yīng)，金剛石顆粒與周圍鐵原子和合金元素原子具有很好的結(jié)合，從而提高了金剛石復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度，使得該金剛石復(fù)合材料具有較好的抗沖擊、抗氧化能力，且兼有增強(qiáng)顆粒高硬度、高耐磨性、高耐蝕性等優(yōu)良特性；該制備方法中通過(guò)使用超微磨粉設(shè)備制備混合粉末，該設(shè)備通過(guò)鋼球的沖擊力、鋼球之間的摩擦、碰撞以及原料本身與凸刃的摩擦，使得制得的混合粉末粒徑更小，均勻度更高，不易出現(xiàn)聚集成團(tuán)現(xiàn)象；該設(shè)備使得轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩端的摩擦力有效地降低，減少動(dòng)力的損耗的同時(shí)降低設(shè)備維修以及零件更換的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中，為了提高材料的伺服壽命、滿足苛刻條件下或者新領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)提高材料的各項(xiàng)性能的要求越來(lái)越高，除了需要足夠的耐化學(xué)性能、熱性能和力學(xué)性能外，還需要很高的硬度、抗拉性能以及斷裂性能，因此，金剛石復(fù)合材料是比較理想的選擇。

因此，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310263986.7的專利公開(kāi)了一種金剛石超硬復(fù)合材料的制備方法，向鈦銅合金加入鈮粉和鋁粉，將金屬粘結(jié)劑壓成片狀體，片狀體金屬粘結(jié)劑放入石墨材料制成的筒狀加熱塊底部，向筒狀加熱塊內(nèi)注入金剛石粉末，再注入鐵粉和金屬粘結(jié)劑粉末混合而成的基層粉末，將加熱塊放入高溫高壓裝置內(nèi)，加壓升溫，制成鉆具或刃具。該制備方法生產(chǎn)出的鉆具或刃具使用壽命度，加工精度高。但仍然存在以下不足之處：(1)該金剛石超硬復(fù)合材料各組分之間結(jié)合不夠充分，使得該復(fù)合材料的各項(xiàng)性能仍然不夠優(yōu)秀；(2)該金剛石超硬復(fù)合材料的制備方法中，各組分的粒徑大且不夠均勻，使得各組分混合不夠均勻，易于出現(xiàn)聚集成團(tuán)的現(xiàn)象；(3)現(xiàn)有的磨粉設(shè)備動(dòng)力消耗大，設(shè)備維修成本大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供了一種金剛石復(fù)合材料及其制備方法：(1)通過(guò)由金剛石顆粒，鎳鉻合金粉末，粘結(jié)劑，高錳鋼粉末制備得到該金剛石復(fù)合材料，使得金剛石顆粒能夠與高錳鋼充分發(fā)生冶金反應(yīng)，金剛石顆粒與周圍鐵原子和合金元素原子具有很好的結(jié)合，從而提高了金剛石復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度，解決了現(xiàn)有的金剛石復(fù)合材料各組分之間結(jié)合不夠充分，使得該復(fù)合材料的各項(xiàng)性能仍然不夠優(yōu)秀的問(wèn)題；(2)通過(guò)使用超微磨粉設(shè)備制備混合粉末，通過(guò)將若干個(gè)體積不同的鋼球放置于轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)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)內(nèi)腔，通過(guò)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)繞水平軸線回轉(zhuǎn)時(shí),裝在轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)內(nèi)腔中的鋼球和預(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)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)內(nèi)壁拋射下落或滾下,鋼球的沖擊力將預(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上滑動(dòng)時(shí)也會(huì)進(jìn)行細(xì)化，解決了現(xiàn)有的金剛石復(fù)合材料各組分的粒徑大且不夠均勻，使得各組分混合不夠均勻，易于出現(xiàn)聚集成團(tuán)的現(xiàn)象的問(wèn)題；(3)通過(guò)將轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)兩端均通過(guò)轉(zhuǎn)軸套接有承重盤(pán)，兩端承重盤(pán)分別架設(shè)在第一支撐座、第二支撐座內(nèi)腔中的若干個(gè)減磨輪的卡槽中，使得轉(zhuǎn)動(dòng)磨料倉(cāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩端的摩擦力有效地降低，解決了現(xiàn)有的磨粉設(shè)備動(dòng)力消耗大，設(shè)備維修成本大的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種金剛石復(fù)合材料，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；