一种金刚石节块的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石节块的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：称取一定量的预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂进行混合；压制金刚石节块；将压制好的金刚石节块进行烧结；将烧结好的金刚石节块进行打磨处理。所述烧结为高温连续烧结。本发明专利技术的金刚石节块的制备方法简单、产品锋利度好、适用范围广、加工成本低、生产效率高、不易崩边、可实现自动化批量生产。经过高温连续烧结后的金刚石节块，其预合金粉或者单质金属粉胎体可牢牢把持住金刚石，具有较长的寿命和较高的锋利度，烧结后金刚石节块的相对密度可达到90-98%以上，硬度可达到HRB100-115。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石节块的制备方法
本专利技术属于磨削工具的制备
，具体涉及一种金刚石节块的制备方法。
技术介绍
在陶瓷、石材等具有高硬度材料的加工和切割
中，金刚石滚筒和金刚石磨边轮以其高效的磨削性能而被广泛应用。目前，市场上大部分用于焊接金刚石滚筒和金刚石磨边轮的金刚石节块均由金属单质粉或合金粉与金刚石混合后，再经过热压烧结而制成的。其制备过程存在诸多问题，例如能耗高，石墨模具消耗量大，工作环境差，人工成本高，产品适应性差，产品锋利度不够等，这不利于国家大力推广节能减排和环境改善等工作。公布号为CN104148652A的专利技术专利公开了一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料。在该专利技术中，金刚石节块的胎体材料主要由钨铜铁合金粉末、Cu15Sn粉末、Ni粉末和Fe粉末制成，其制备方法为：准备胎体材料和镀钛金刚石，二者按照一定比例混合均匀，再将混合料与石蜡混合均匀，得到节块坯料，并压制成型，得到压坯，将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中烧结，待模具冷却后拆模，得到金刚石节块。虽然制备的金刚石节块的硬度有所提高，但是在制备过程中仍采用石墨模具，而且模具消耗量大，成本高，不适宜批量生产。公布号为CN102350501A的专利技术专利公开了一种低温低压制备金刚石节块的还原热压成型方法，根据金刚石节块配方的要求，计算出各金属单质粉和/或预合金粉末的质量，以及所需金刚石的体积和质量；取配方所需的金属单质粉和/或预合金粉末以及金刚石，经过混合均匀后进行模压；将压坯装入耐高温模具中，先在还原气氛下进行烧结，再通过热压成形得到金刚石节块。虽然该专利技术的制备方法简单，效率高，但是仍存在很多缺陷，比如在制备过程中采用模具，而且模具消耗量大，成本高，而且是不连续的生产，所以生产效率仍有待提高，该方法不适宜批量生产。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种金刚石节块的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：（1）称取一定量的预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂进行混合；（2）压制金刚石节块；（3）将压制好的金刚石节块进行烧结；（4）将烧结好的金刚石节块进行打磨处理；所述烧结为高温连续烧结。本专利技术的金刚石节块的制备方法，利用了自动或者半自动压力机先对金刚石节块进行冷压或者温压成型，然后通过连续烧结炉进行高温连续烧结，而且烧结过程中不需要模具。本专利技术采用预合金粉或者单质金属粉做胎体，冷压或者温压成型，在高温和还原保护气氛下连续烧结，能够得到锋利度好、适用范围广、加工成本低的金刚石节块。所制备的金刚石节块适用于金刚石滚筒和金刚石磨边轮，用于加工陶瓷地板砖、石材等坚硬材料。优选的是，步骤（1）中，预合金粉、金刚石、添加剂的质量百分比分别为85-99%、0.5-10%、0.1-5%。本专利技术经过大量实验证明，预合金粉可广泛用于金刚石节块的制备原材料，配合上述三种原材料的配比，所制备的金刚石节块的使用寿命长，预合金粉胎体可牢牢把持住金刚石，锋利度好，而且制备过程的烧结温度低。在上述任一方案中优选的是，步骤（1）中，单质金属粉、金刚石、添加剂的质量百分比分别为85-99%、0.5-10%、0.1-5%。本专利技术经过大量实验证明，单质金属粉可广泛用于金刚石节块的制备原材料，配合上述三种原材料的配比，所制备的金刚石节块的使用寿命长，单质金属粉胎体可牢牢把持住金刚石，锋利度好，而且制备过程的烧结温度低。在上述任一方案中优选的是，所述预合金粉中各组分的质量百分比为铁1-80%、镍1-30%、铜1-70%、锡1-30%、钴0-30%、锌0-20%、锰0-25%、铝0-10%、磷0-10%、硅0-8%、钛0-20%、镁0-20%、铬0-10%。本专利技术经过大量实验证明，采用上述各组分配比的预合金粉，所制得的预合金粉胎体对金刚石的把持力更高，锋利度更好，经过连续烧结后的金刚石节块刀头的相对密度更高，力学性能也会相应提高。在上述任一方案中优选的是，所述单质金属粉中各组分的质量百分比为铁粉1-80%、镍粉1-30%、铜粉1-70%、锡粉1-30%、钴粉0-30%、锌粉0-20%、锰粉0-25%、铝粉0-20%、磷铁粉0-30%、硅粉0-8%、钛粉0-20%、碳化钨0-30%、铬粉0-10%。本专利技术经过大量实验证明，采用上述各组分配比的单质金属粉，所制得的单质金属粉胎体对金刚石的把持力更高，锋利度更好，经过连续烧结后的金刚石节块刀头的相对密度更高，力学性能也会相应提高。碳化钨具有很高的硬度和热稳定性，由含有碳化钨的单质金属粉制备的金刚石节块的耐磨性更好。在上述任一方案中优选的是，所述预合金粉的粒度为5-74μm。本专利技术经过大量实验证明，预合金粉的粒度为5-74μm时，其与金刚石、添加剂能够更加充分均匀的混合在一起，冷压压坯强度符合要求，烧结活性强。在上述任一方案中优选的是，所述单质金属粉中各组分的粒度为5-74μm。本专利技术经过大量实验证明，单质金属粉中各组分的粒度为5-74μm时，其与金刚石、添加剂能够更加充分均匀的混合在一起，冷压压坯强度符合要求，烧结活性强。在上述任一方案中优选的是，所述金刚石的粒度为30/40-170/200目，以适应不同工况条件和加工对象的需要。在上述任一方案中优选的是，所述添加剂由润滑剂和抗氧化剂组成。在上述任一方案中优选的是，所述润滑剂为冷压润滑剂或者温压润滑剂。在上述任一方案中优选的是，所述冷压润滑剂为无机物或者有机物，所述无机物为硬脂酸锌、石墨中的任一种，所述有机物为液体石蜡。上述冷压润滑剂具有良好的润滑性和挤压性，可在工作表面形成润滑膜，从而降低摩擦系数和噪音，减少动力消耗，提高产品质量，改善压坯致密度和强度等。在上述任一方案中优选的是，所述温压润滑剂为粉状有机物，所述粉状有机物为酚醛树脂粉、丁醛类树脂粉中的任一种，也可为酚醛树脂粉与其他树脂粉的混合物。上述温压润滑剂的化学稳定性和流动性良好，在温压成型过程中可在工作表面形成润滑膜，能起到良好的润滑作用。在上述任一方案中优选的是，所述抗氧化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的任一种。上述抗氧化剂可以有效防止金属粉末氧化，防止金属粉末的活性降低，有利于金刚石节块的压制和高温连续烧结的进行，所制备产品的相对密度和硬度都比较高。在上述任一方案中优选的是，步骤（1）中，预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂的混合时间为1-24h，可以在球磨机、搅拌机等设备中混合。本专利技术经过大量实验证明，上述原材料经过1-24h混合后，可充分均匀的混合在一起。原材料混合的越充分均匀，就越有利于后续的压制和连续烧结过程的进行，制备的金刚石节块的相对密度就越高，硬度等力学性能也越好。在上述任一方案中优选的是，步骤（2）中，采用自动或者半自动压力机进行压制，提高了生产效率，节省人工成本，可实现自动化批量生产。在上述任一方案中优选的是，金刚石节块的压制方式为冷压或者温压，避免了废气排放，降低能耗，防止环境污染。温压的温度为100-300℃。在上述任一方案中优选的是，对金刚石节块进行双向压制。对金刚石节块的上、下两侧同时压制，可进一步提高金刚石节块的相对密度和硬度。在上述任一方案中优选的是，所述压力机的单位面积压强设置为300-1200MPa，即300-1200MPa/m2。本专利技术经过大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石节块的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：（1）称取一定量的预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂进行混合；（2）压制金刚石节块；（3）将压制好的金刚石节块进行烧结；（4）将烧结好的金刚石节块进行打磨处理；其特征在于：所述烧结为高温连续烧结。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石节块的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：(1)称取一定量的预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂进行混合；(2)压制金刚石节块，压制方式为冷压或者温压；(3)将压制好的金刚石节块进行烧结；(4)将烧结好的金刚石节块进行打磨处理；其特征在于：所述预合金粉或单质金属粉、金刚石、添加剂的质量百分比分别为85-99％、0.5-10％、0.1-5％；所述预合金粉或者单质金属粉、金刚石、添加剂的混合时间为1-24h；采用连续烧结炉进行高温连续烧结，在连续烧结炉内通入还原性保护气氛；所述连续烧结炉为网带式或者推舟式，网带式连续烧结炉的网带速度为5-20mm/s，推舟式连续烧结炉的推速为0.5-3.0mm/s；所述连续烧结炉的温度设置为低温区100-300℃、中温区300-600℃、高温区600-1000℃。2.如权利要求1所述的金刚石节块的制备方法，其特征在于：所述预合金粉中各组分的质量百分比为铁1-80％、镍1-30％、铜1-70％、锡1-30％、钴0-30％、锌0-20％、锰0-25％、铝0-10％、磷0-10％、硅0-8％、钛0-20％、镁0-20％、铬0-10％。3.如权利要求1所述的金刚石节块的制备方法，其特征在于：所述单质金属粉中各组分的质量百分比为铁粉1-80％、镍粉1-30％、铜粉1-70％、锡粉1-30％、钴粉0-30％、锌粉0-20％、锰粉0-25％、铝粉0-20％、磷铁粉0-30％、硅粉0-8％、钛粉0-20％、碳化钨0-30％、铬粉0-10％。4.如权利要求2所述的金刚石节块的制备方法，其特征在于：所述预合金粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振明，张永奇，
申请(专利权)人：广东新劲刚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44