人造金刚石聚晶及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种人造金刚石聚晶及其制备方法。人造金刚石聚晶的制备方法包括以下步骤：提供金刚石粉末；预处理金刚石粉末，在金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆镀层，镀层的材质包含金属；组装合成块，将经过预处理的金刚石粉末与结合剂置入碳模，再将碳模置入外壳而组装成合成块；烧结合成块，对合成块进行高温高压烧结，得到人造金刚石聚晶。利用在金刚石颗粒表面镀覆镀层，能够提升金刚石颗粒堆积的致密程度，提升人造金刚石聚晶经抛光后的光洁度。本发明专利技术在组合合成块时，由于金刚石粉末经预处理而镀覆了一层金属镀膜，相比于现有工艺，能够使金刚石粉末与结合剂的重量比增大，从而提升人造金刚石聚晶的耐磨性，进而延长产品使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
人造金刚石聚晶及其制备方法
本专利技术涉及超硬材料
，尤其涉及一种人造金刚石聚晶及其制备方法。
技术介绍
人造金刚石聚晶广泛应用于地质钻探、石油开采、宝石加工、机械加工、拉丝模具、修整工具等领域。现有的人造金刚石聚晶产品通常采用几种热膨胀系数接近金刚石的结合剂和金刚石粉末在高温高压下烧结而成。这种传统人造金刚石聚晶的耐热性较好，但是由于添加的结合剂较多，结合剂的重量比通常达到15％～20％，导致人造金刚石聚晶产品的耐磨性较低，磨耗比通常只有30000～100000，产品寿命短限制了其应用。再者，由于添加的结合剂较多，烧结后的产品内部组织金刚石颗粒堆积的致密程度较差，产品经抛光后的光洁度较差，难以满足部分特殊领域对于产品光洁度的要求。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够提升产品寿命及光洁度的人造金刚石聚晶的制备方法。本专利技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采用上述人造金刚石聚晶的制备方法制成的人造金刚石聚晶。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供一种人造金刚石聚晶的制备方法。其中，所述人造金刚石聚晶的制备方法包括以下步骤：提供金刚石粉末；预处理金刚石粉末，在所述金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆镀层，所述镀层的材质包含金属；组装合成块，将经过预处理的所述金刚石粉末与结合剂置入碳模，再将所述碳模置入外壳而组装成所述合成块；以及烧结合成块，对所述合成块进行高温高压烧结，得到人造金刚石聚晶。根据本专利技术的其中一个实施方式，在预处理金刚石粉末的步骤中，是在真空环境内进行。根据本专利技术的其中一个实施方式，在预处理金刚石粉末的步骤中，是采用磁控溅射法、电弧离子镀法或者真空微蒸发镀法在所述金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆所述镀层。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述镀层的厚度为0.1μm～1.5μm。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述镀层的材质包含钛、钨或者钛钨合金。根据本专利技术的其中一个实施方式，在组合合成块的步骤中，是将经过预处理的所述金刚石粉末与所述结合剂按照90:10～97:3的重量比置入所述碳模。根据本专利技术的其中一个实施方式，在组合合成块的步骤中，是将所述金刚石粉末与所述结合剂混合后，再将所述金刚石粉末与所述结合剂的混合物置入所述碳模。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述金刚石粉末包括第一金刚石粉末和第二金刚石粉末，所述第一金刚石粉末的粒度大于所述第二金刚石粉末的粒度，且所述第一金刚石粉末的重量比大于所述第二金刚石粉末的重量比。根据本专利技术的其中一个实施方式，在组合合成块的步骤中，是将经过预处理的所述金刚石粉末与所述结合剂以交替布置的层状结构置入所述碳模，且所述碳模中填充有至少一层所述金刚石粉末和至少一层所述结合剂。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述结合剂的材质包含硅、硼、硅的碳化物、硼的碳化物、硅的氧化物或者硼的氧化物。根据本专利技术的其中一个实施方式，在烧结合成块的步骤中，是利用六面顶压机对所述合成块进行高温高压烧结，得到所述人造金刚石聚晶。根据本专利技术的其中一个实施方式，对所述合成块进行高温高压烧结的烧结温度为1300℃～1700℃。和/或，对所述合成块进行高温高压烧结的烧结压力为5GPa～6GPa。根据本专利技术的另一个方面，提供一种人造金刚石聚晶。其中，所述人造金刚石聚晶采用本专利技术提出的并在上述实施方式中所述的人造金刚石聚晶的制备方法制成。由上述技术方案可知，本专利技术提出的人造金刚石聚晶及其制备方法的优点和积极效果在于：利用本专利技术提出的人造金刚石聚晶的制备方法制成的人造金刚石聚晶，由于包含预处理金刚石粉末的步骤，因此通过在金刚石颗粒表面镀覆镀层，能够提升金刚石颗粒堆积的致密程度，从而提升人造金刚石聚晶经抛光后的光洁度，还可使得本专利技术能够满足部分特殊领域对于产品光洁度的要求。再者，本专利技术在组合合成块时，由于金刚石粉末经预处理而镀覆了一层金属镀膜，相比于现有工艺，能够进一步使金刚石粉末与结合剂的重量比增大，从而提升人造金刚石聚晶的耐磨性，进而延长产品使用寿命。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施方式的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种人造金刚石聚晶的剖视图；图2是根据另一示例性实施方式示出的一种人造金刚石聚晶的剖视图。附图标记说明如下：100.合成块；110.金刚石粉末层；120.结合剂层；130.碳模；140.外壳；150.导电圈；200.合成块；210.混合粉料层；220.碳模；230.外壳；240.导电圈。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本专利技术。在对本专利技术的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本专利技术的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本专利技术的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本专利技术范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本专利技术的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本专利技术的范围内。参阅图1，其代表性地示出了采用本专利技术提出的人造金刚石聚晶的制备方法制成的人造金刚石聚晶的剖视图，其具体示出了合成块100的剖视图。在该示例性实施方式中，本专利技术提出的相关设计是以应用于地质钻探、石油开采、宝石加工、机械加工、拉丝模具、修整工具等领域的金刚石聚晶为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本专利技术的相关设计应用于其他类型的装置或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本专利技术提出的人造金刚石聚晶的制备方法的原理的范围内。在本实施方式中，本专利技术提出的人造金刚石聚晶的制备方法至少包括以下步骤：提供金刚石粉末；预处理金刚石粉末，在金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆镀层，镀层的材质包含金属；组装合成块，将经过预处理的金刚石粉末与结合剂置入碳模，再将碳模置入外壳而组装成合成块，外壳内还可组装有导电圈，且导电圈分别设置在碳模的上方和下方；以及烧结合成块，对合成块进行高温高压烧结，得到人造金刚石聚晶。通过上述设计，利用本专利技术提出的人造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供金刚石粉末；/n预处理金刚石粉末，在所述金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆镀层，所述镀层的材质包含金属；/n组装合成块，将经过预处理的所述金刚石粉末与结合剂置入碳模，再将所述碳模置入外壳而组装成所述合成块；以及/n烧结合成块，对所述合成块进行高温高压烧结，得到人造金刚石聚晶。/n

【技术特征摘要】
1.一种人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供金刚石粉末；
预处理金刚石粉末，在所述金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆镀层，所述镀层的材质包含金属；
组装合成块，将经过预处理的所述金刚石粉末与结合剂置入碳模，再将所述碳模置入外壳而组装成所述合成块；以及
烧结合成块，对所述合成块进行高温高压烧结，得到人造金刚石聚晶。


2.根据权利要求1所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，在预处理金刚石粉末的步骤中，是在真空环境内进行。


3.根据权利要求2所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，在预处理金刚石粉末的步骤中，是采用磁控溅射法、电弧离子镀法或者真空微蒸发镀法在所述金刚石粉末的金刚石颗粒表面镀覆所述镀层。


4.根据权利要求1所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，所述镀层的厚度为0.1μm～1.5μm。


5.根据权利要求1所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，所述镀层的材质包含钛、钨或者钛钨合金。


6.根据权利要求1所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，在组合合成块的步骤中，是将经过预处理的所述金刚石粉末与所述结合剂按照90:10～97:3的重量比置入所述碳模。


7.根据权利要求1所述的人造金刚石聚晶的制备方法，其特征在于，在组合合成块的步骤中，是将所述金刚石粉末与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢英，王平，
申请(专利权)人：正元国际矿业有限公司，三河市晶日金刚石复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11