混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺制造技术

本发明专利技术提供的一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其包括以下步骤：1)硬质合金件制备；2)复合过渡层的制备；3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂进行混合球磨；在惰性气体的保护下干燥并将干燥物压制成聚晶片。本发明专利技术改进聚晶片的配比，其大大提高了混合粒度聚晶金刚石复合片的磨耗比、冲击韧性和克努普显微硬度。

Preparation technology of polycrystalline diamond composite sheet with mixed particle size

The invention provides a preparation process of mixed particle size polycrystalline diamond composite sheet, which comprises the following steps: 1) preparation of hard alloy; 2) preparation of composite transition layer; 3) selection of spherical micro diamond, which includes the first micro diamond powder with particle size of 5-7 \u03bc m, the second micro diamond powder with particle size of 15-19 \u03bc m, the third micro diamond powder with particle size of 25-27 \u03bc m and particle size The first diamond powder, the second diamond powder, the third diamond powder and the fourth diamond powder were mixed and milled together with the binder. The dried products were dried under the protection of inert gas and pressed into polycrystalline chips. The invention improves the ratio of polycrystalline diamond chips, greatly improving the wear ratio, impact toughness and knup microhardness of the mixed particle polycrystalline diamond composite chips.

【技术实现步骤摘要】
混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺
本专利技术涉及聚晶金刚石复合片
，具体涉及一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺。
技术介绍
目前，随着现代制造业的发展，传统微米级PDC金刚石由于冲击韧性低、刃口质量差等，不能满足现代工业应用的需要。聚晶金刚石复合片所用金刚石微粉的粒度对其耐磨性和强度有很大影响，一般认为，金刚石粒度越粗，PDC的耐磨性越好，但强度降低。从金刚石粒度与PDC耐磨性和强度的关系曲线可知，当金刚石粒度在10μm以下时，粒度对PDC耐磨性和强度的影响非常之大，超过20μm后影响程度趋缓。目前，现有的混合粒度聚晶金刚石复合片中，金刚石粒度不合理，使得耐磨性和强度无法均衡，单项参数较差的缺陷。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，解决了现有的混合粒度聚晶金刚石复合片中，金刚石粒度不合理，使得耐磨性和强度无法均衡，单项参数较差的缺陷。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其包括以下步骤：1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为15-21微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为600～800MPa，成型温度为160～180℃；将成型件进行脱脂、烧结，烧结温度为1300～1500℃，时间为12～16小时，得到具有硬质合金件；2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10～12微米；3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1-3)：(3-5)：(2-4)；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂进行混合球磨；4)将得到的球磨产物进行在高温炉中，并在惰性气体的保护下干燥，干燥温度为550～570℃，其干燥过程中其控制0.3-0.5个标准大气压；5)将干燥物压制成聚晶片；6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至4～8GPa，通电流加热，维持6～10min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片。本专利技术改进聚晶片的配比，采用粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1-3)：(3-5)：(2-4)；其大大提高了混合粒度聚晶金刚石复合片的磨耗比、冲击韧性和克努普显微硬度。可选的，所述高温炉包括炉体、氦气罐、进气管路、回流管路和真空管路，所述炉体内设有加热腔；所述氦气罐外接均连接加热腔的进气管路和回流管路，所述进气管路上装有气泵，所述炉体内侧壁上设有进气板，所述进气板的外侧面为弧面，进气板内部设有进气槽，所述进气板的外侧面上设有多个贯通进气槽的通气孔；所述炉体上设有密封门，所述进气管路连通进气槽；所述回流管路连接加热腔临近密封门的一侧；所述回流管路还外接真气管路，所述真气管路上装有真空泵，所述真空管路上装有第一控制阀。本专利技术采用低压的惰性气体保护装置，其减少加热腔内外的压力差，降低了对原有的真空高温炉，对真空管路的密封性的要求，有效了避免了出现密封性不足，气体渗透入加热腔，导致物料被氧化的情况。可选的，所述密封门上装有一对伸缩板，所述伸缩板包括一端固定在密封门上的外板和内板，所述外板内设有滑槽，所述内板插入滑槽中，所述滑槽内设有弹簧，所述弹簧一端连接内板，另一端连接密封门，用于提供驱使密封门向炉体收缩的弹力；所述进气板外侧设有一对固定板，所述内板末端固定在固定板上。可选的，所述加热炉靠近密封门一侧的顶部和底部均装有固定块，所述固定块的外侧面为弧面，所述固定块内设有通气槽，所述通气槽一端连通回流管路，通气槽另一端通过穿孔连通伸缩板的滑槽；所述通气槽的外侧面上设有内贯孔，所述内贯孔中装有单向阀，所述单向阀用于允许加热腔内气体进入通气槽。本专利技术设置连通伸缩板和回流管路的固定块，结合伸缩板，加热结束后不需要打开密封门，其可以利用回流管路的氦气对炉体内伸缩板上物料进行冷却，避免了真空度高温下，冷却速率过慢或者，直接打开封闭门，其表面容易出现接触高温空气被氧化的情况。当冷却结束后(内部温度仍会超过100℃)，通气槽内积聚的气体压力超过弹簧的拉力，其就是自动推开封闭门，不需要人力直接打开封闭门，避免了容易发生烫伤操作者手部的缺陷。可选的，所述回流管路外侧还设有侧流冷却管路，所述侧流冷却管路上装有第二控制阀；所述侧流冷却管路上装有换热器。可选的，所述通气孔正对伸缩板。可选的，所述回流管路上装有第三控制阀。可选的，所述外板内部设有冷却槽，所述冷却槽通过引流孔连通滑槽；所述冷却槽内设有一对导流片，所述导流片的剖面背离引流孔一侧凸面，靠近引流孔一侧为凹面，一对导流片形成导流面。本专利技术提供的一种混合粒度聚晶金刚石复合片，包括上表面设置有若干个均匀分布的硬质合金层，贴合设置在硬质合金层表面的复合过渡层，底部形状与硬质合金层互补的聚晶金刚石层。(三)有益效果本专利技术提供的一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其具有以下优点：1、本专利技术改进聚晶片的配比，采用粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1-3)：(3-5)：(2-4)；其大大提高了混合粒度聚晶金刚石复合片的磨耗比、冲击韧性和克努普显微硬度。2、本专利技术采用低压的惰性气体保护装置，其减少加热腔内外的压力差，降低了对原有的真空高温炉，对真空管路的密封性的要求，有效了避免了出现密封性不足，气体渗透入加热腔，导致物料被氧化的情况。3、本专利技术设置连通伸缩板和回流管路的固定块，结合伸缩板，加热结束后不需要打开密封门，其可以利用回流管路的氦气对炉体内伸缩板上物料进行冷却，避免了真空度高温下，冷却速率过慢或者，直接打开封闭门，其表面容易出现接触高温空气被氧化的情况。当冷却结束后(内部温度仍会超过100℃)，通气槽内积聚的气体压力超过弹簧的拉力，其就是自动推开封闭门，不需要人力直接打开封闭门，避免了容易发生烫伤操作者手部的缺陷。附图说明图1是本专利技术的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺的实施例4的高温炉剖面流程图；图2是本专利技术的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺的实施例4高温炉的进气板及固定板正面图；图3是本专利技术的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺的实施例4的加热腔剖面图结构图；图4是本专利技术的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺的实施例4的伸缩板的剖面图；图5是本专利技术的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺的实施例4的伸缩板的B部分局部放大图。1、炉体，2、氦气罐，3、进气管路，4、回流管路，5、真空管路，6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为15‑21微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为600～800MPa，成型温度为160～180℃；将成型件进行脱脂、烧结，烧结温度为1300～1500℃，时间为12～16小时，得到具有硬质合金件；2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10～12微米；3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1‑3)：(3‑5)：(2‑4)；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂进行混合球磨；4)将得到的球磨产物进行在高温炉中，并在惰性气体的保护下干燥，干燥温度为550～570℃，其干燥过程中其控制0.3‑0.5个标准大气压；5)将干燥物压制成聚晶片；6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至4～8GPa，通电流加热，维持6～10min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片。...

【技术特征摘要】
1.一种混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为15-21微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为600～800MPa，成型温度为160～180℃；将成型件进行脱脂、烧结，烧结温度为1300～1500℃，时间为12～16小时，得到具有硬质合金件；2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10～12微米；3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1-3)：(3-5)：(2-4)；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂进行混合球磨；4)将得到的球磨产物进行在高温炉中，并在惰性气体的保护下干燥，干燥温度为550～570℃，其干燥过程中其控制0.3-0.5个标准大气压；5)将干燥物压制成聚晶片；6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至4～8GPa，通电流加热，维持6～10min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片。2.如权利要求1所述的混合粒度聚晶金刚石复合片的制备工艺，其特征在于，所述高温炉包括炉体、氦气罐、进气管路、回流管路和真空管路，所述炉体内设有加热腔；所述氦气罐外接均连接加热腔的进气管路和回流管路，所述进气管路上装有气泵，所述炉体内侧壁上设有进气板，所述进气板的外侧面为弧面，进气板内部设有进...

【专利技术属性】
技术研发人员：申建中，夏文俊，
申请(专利权)人：金华中烨超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33