[發明專利]一種基于溫壓成型的金剛石工具制備方法

在審

• 申請號: 202011180352.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112299408A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 肖迅
• 申請（專利權）人: 江西上品金剛石工具科技有限公司
• 主分類號: C01B32/26
• 分類號: C01B32/26;B01J3/06
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 陳龍

1.一種基于溫壓成型的金剛石工具制備方法，其特征在于，包括：

步驟一：原料選取與混合；

步驟二：原料粉末加熱，采用溫壓加熱法對其重復進行加熱，每次加熱后都需在很短的時間內使其冷卻，然后繼續加熱；

步驟三：將加熱后的粉末與熔融狀態下的鐵水進行混合，充分混合攪拌之后，使其降溫，在極短的時間內將其投入至冷水中；

步驟四：利用稀硫酸將固體狀態下的鐵塊進行沖洗，并且從其內部取得基體；

步驟五：將基體放置在基體支撐臺上，支撐臺緩慢升溫，并通入氧氣和乙炔，通入氧氣和乙炔一段時間后進行抽氣，并且進行微波輸入；

步驟六：將基體從密封環境中去取出，更換容器繼續抽氣，并且向其中通入電流；

步驟七：進行燒結，將其放置在真空加壓燒結爐中進行一段時間的燒結，取出后利用六面頂壓機使其成型。

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方法，其特征在于：所述步驟一中原料包括：納米石墨粉35-66質量份；碳粉15-22質量份；二氧化硅5-9質量份；金伯利巖5-8質量份；金屬硼4-8質量份；葉臘石4-10質量份；碳酸鹽3-5質量份；硫酸鈉10-15質量份；阿克蠟3-5質量份；熱塑性酚醛樹脂2-6質量份。

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方法，其特征在于：所述將粉類原料先進行過篩，然后選取一定比例的原料進行混合，將氫氣在反應設施力形成環流，并在環流過程中加入氟，將氣體在反應設施力環流2-4個小時，然后將氣體排盡，排出氣體進入收集裝置中，而粉末繼續進行混合，采用攪拌裝置對其進行混合，混合時間為70-90分鐘，混合溫度為室溫，攪拌轉速為40-55轉/分鐘。

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方法，其特征在于：所述步驟二中原料粉末加熱包括：

S1：將粉末投入加熱爐中進行加熱，加熱溫度為130℃±25℃，加熱持續3個小時，加熱的同時開啟加熱爐，并將液壓機深入其中，壓力控制為200-300PA，重復碾壓，碾壓過程中逐漸升溫，溫度控制為150℃±25℃，碾壓時間持續80分鐘；

S2：碾壓結束后快速將粉末降溫，利用水冷換熱的方式對其進行降溫，將溫度從150℃降溫至15℃，降溫時間控制在60秒以內，必要時可以加以攪拌加快散熱速度；

S3：當溫度降至15℃之后，繼續將粉末投入到加熱爐中，并重復S1內操作，繼續采用液壓機對其進行碾壓，然后繼續S2中的操作對其進行降溫，如此反復升溫、降溫操作6-7次，直到粉末整體微微泛黃即可；

S4：將取出的粉末再室溫下利用液壓機碾壓30分鐘，碾壓壓力控制為450PA±10PA，結束碾壓將其取出。

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方法，其特征在于：所述步驟三中將加熱后的粉末與熔融狀態下的鐵水進行混合，充分混合攪拌之后，使其降溫，在極短的時間內將其投入至冷水中包括：

S1：成為熔融狀態之前的鐵塊需要經過酸洗等步驟，保證其外側沒有氧化鐵的存在，然后將鐵塊投入到加熱容器中進行熔煉，得到鐵水之后，經過金剛石濾網的過篩，然后才可與粉末進行混合；

S2：鐵水與粉末比例為2.5:1；

S3：利用高溫攪拌器對其進行攪拌，攪拌時間為40分鐘；攪拌轉速為40轉/分鐘，高溫攪拌器采用插入式，其外側涂覆有不沾涂層，減少取出時鐵水與粉末的損耗；

S4：將攪拌完畢后的混合物直接倒入冷水中，使其快速降溫，成為固體狀態，采用活水槽，當冷水水溫上升至60℃即可換水，當混合物達到室溫時將其取出，借助鐵的急劇冷卻收縮時所產生的壓力，迫使其中的碳原子能有序地排列成正四面體的大晶體。