一种金刚石刀具的制备方法技术

本发明专利技术公开一种金刚石刀具的制备方法。其包括将金刚石颗粒加入质量分数为50‑70％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为1.5‑3Mpa,温度为180‑200℃，反应时间为15‑30分钟，然后加入超纯水洗涤，然后加200‑500mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液搅拌过滤洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，维持溶液的pH为5.5‑6.5，然后再陈化后过滤，然后烘干；将烘干样混合葡萄糖，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原。本发明专利技术的一种金刚石刀具的制备方法，工艺简单，得到碳化钨与钴的合金能够在金刚石表面紧密结合，使用寿命更长。

A method for preparing diamond cutting tools

The invention discloses a method for preparing diamond cutting tools. It consists of adding diamond particles into 50 70% perchloric acid solution and reacting in a high-pressure autoclave at a pressure of 1.5 3 Mpa, a temperature of 180 200 and a reaction time of 15 30 minutes. The diamond particles are then washed with ultrapure water, and then stirred and filtered with a mixed solution of palladium chloride and cuprous oxide of 200 500 mg/l. The conductivity of water is less than 20uS/cm, and then dried; the diamond particles are added to polyethylene glycol solution, and the pH of polyethylene glycol solution is adjusted by acetic acid. The diamond particles are stirred to suspension. At the same time, ammonium tungstate and cobalt acetate are added to maintain the pH of the solution at 5.5_6.5, then aged, filtered and dried; the dried samples are mixed. The glucose was mixed into the reduction furnace and then reduced in the mixed gas of methane and hydrogen. The invention relates to a preparation method of diamond cutter, the process is simple, the alloy of tungsten carbide and cobalt can be tightly bonded on the surface of diamond, and the service life is longer.

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石刀具的制备方法
本专利技术涉及一种金刚石刀具的制备方法，属于金刚石制备

技术介绍
由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性以及线膨胀系数小等一系列优异的物理化学特性，制作的金刚石工具适宜加工硬脆的难加工材料,如硬质合金、光学玻璃、先进陶瓷、石材、半导体、铁氧体以及碳化硼、刚玉烧结体等材料，在机械、电子、建筑、钻探、医学光学玻璃加工等工业领域得到了广泛应用。为扩大金刚石大刀具应用领域,1982年日、美两国相继开发出金刚石膜涂层刀具。它是利用CVD法,使金刚石晶体沉积在钨、钴类(常用K10)硬质合金或氮化硅陶瓷等基体上。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种金刚石刀具的制备方法，工艺简单，得到碳化钨与钴的合金能够在金刚石表面紧密结合，使用寿命更长。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：本专利技术的一种金刚石刀具的制备方法，其包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为50-70％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为1.5-3Mpa,温度为180-200℃，反应时间为15-30分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入200-500mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡30-60分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为5.5-6.5，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为2-4小时，同时维持溶液的pH为5.5-6.5，然后再陈化1-2小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的2-5％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为500-850摄氏度，还原时间为5-8小时。所述金刚石颗粒CVD法制备的金刚石，金刚石的粒径为0.1-2mm。所述氯化钯和氧化亚铜的摩尔比为1:2-5。所述钨酸铵和醋酸钴的浓度为0.1-2mol/L，钨酸铵和醋酸钴的摩尔比为1:1.05-1.1。甲烷与氢气的体积比为1:2-5，混合气体的气流流速为1-5m/s。本专利技术采用化学包覆来实现钨和钴在金刚石表面包覆，同时由于金刚石表面经过了高氯酸的处理以及氯化钯和氧化亚铜混合溶液的浸泡，使得金刚石表面的杂质含量减少，同时吸附了微量的钯离子和亚铜离子，可作为催化剂，提高了包覆的紧密程度，包覆完毕，掺杂葡萄糖，同时在含有甲烷气体的还原性气氛中还原，则钨会被还原同时碳化成碳化钨，而钴被还原成钴单质，两者在金刚石表面融合成WC-Co合金，同时在金刚石与钨接触的边界，在钯和铜的催化下，会有少量的金刚石与钨反应成碳化钨，从而提高了结合程度的紧密性。本专利技术的有益效果是：工艺简单，得到碳化钨与钴的合金能够在金刚石表面紧密结合，使用寿命更长。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种金刚石刀具的制备方法，其包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为60％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为1.8Mpa,温度为190℃，反应时间为25分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入300mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡40分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为6.0，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为2小时，同时维持溶液的pH为6.0，然后再陈化1.2小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的3％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为750摄氏度，还原时间为6小时。所述金刚石颗粒CVD法制备的金刚石，金刚石的粒径为1mm。所述氯化钯和氧化亚铜的摩尔比为1:3.5。所述钨酸铵和醋酸钴的浓度为1.2mol/L，钨酸铵和醋酸钴的摩尔比为1:1.09。甲烷与氢气的体积比为1:3.5，混合气体的气流流速为4m/s。实施例2一种金刚石刀具的制备方法，其包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为68％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为2.8Mpa,温度为190℃，反应时间为25分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入400mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡50分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为5.8，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为3小时，同时维持溶液的pH为5.8，然后再陈化1.8小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的3％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为650摄氏度，还原时间为7小时。所述金刚石颗粒CVD法制备的金刚石，金刚石的粒径为1.5mm。所述氯化钯和氧化亚铜的摩尔比为1:2.5。所述钨酸铵和醋酸钴的浓度为1mol/L，钨酸铵和醋酸钴的摩尔比为1:1.07。甲烷与氢气的体积比为1:4.5，混合气体的气流流速为3m/s。实施例3一种金刚石刀具的制备方法，其包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为60％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为2.5Mpa,温度为190℃，反应时间为25分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入400mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡40分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为6.1，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为3小时，同时维持溶液的pH为6.1，然后再陈化1.2小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的2.5％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为810摄氏度，还原时间为6小时。所述金刚石颗粒CVD法制备的金刚石，金刚石的粒径为1.5mm。所述氯化钯和氧化亚铜的摩尔比为1:3。所述钨酸铵和醋酸钴的浓度为1.2mol/L，钨酸铵和醋酸钴的摩尔比为1:1.09。甲烷与氢气的体积比为1:3，混合气体的气流流速为2.8m/s。实施例4一种金刚石刀具的制备方法，其包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为65％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为2.8Mpa,温度为198℃，反应时间为25分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入300mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡40分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为6.3，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为2.4小时，同时维持溶液的pH为6.3，然后再陈化1.9小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的4.5％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为550摄氏度，还原时间为7小时。所述金刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石刀具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为50‑70％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为1.5‑3Mpa,温度为180‑200℃，反应时间为15‑30分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入200‑500mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡30‑60分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为5.5‑6.5，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为2‑4小时，同时维持溶液的pH为5.5‑6.5，然后再陈化1‑2小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的混合量为烘干样总质量的2‑5％，混和均匀后放入还原炉中，在甲烷与氢气的混合气体中还原，还原温度为500‑850摄氏度，还原时间为5‑8小时。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石刀具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒加入质量分数为50-70％高氯酸溶液，在高压釜内进行反应，压力为1.5-3Mpa,温度为180-200℃，反应时间为15-30分钟，然后加入超纯水洗涤至超纯水的pH大于6.0，然后加入200-500mg/l的氯化钯和氧化亚铜混合溶液，搅拌浸泡30-60分钟，然后过滤，洗涤至洗涤水的电导率小于20uS/cm,然后烘干；(2)将金刚石颗粒加入聚乙二醇溶液中，同时用醋酸调节聚乙二醇溶液的pH为5.5-6.5，搅拌至金刚石颗粒悬浮，同时加入钨酸铵和醋酸钴，加入时间为2-4小时，同时维持溶液的pH为5.5-6.5，然后再陈化1-2小时后过滤，然后烘干；(3)将烘干样混合葡萄糖，葡萄糖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张久东，韩少华，张立，于晋京，惠山，
申请(专利权)人：上海启发电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31