基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及金刚石表面处理技术领域，具体涉及到一种基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺。本申请的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，通过将金刚石、金属粉末蚀刻剂、添加剂、分散剂加入至三维混料机内混合均匀；接着将混合均匀的混合料放入马弗炉中进行蚀刻热处理；最后待处理完成后取出金刚石，用筛子将金刚石与金属混合粉末、添加剂、分散剂进行筛分处理，获得表面粗糙的金刚石，该生产工艺简单，无需对金刚石进行后处理，有效提高了生产效率；且添加剂的使用增强了刻蚀效果，不仅大大降低了生产成本，而且还有效提高了金刚石工具对金刚石的把持力；同时可单次大批量生产，具有广泛的市场应用前景。具有广泛的市场应用前景。具有广泛的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺
[0001]

[0002]本专利技术涉及金刚石表面处理
，具体涉及到一种基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺。

技术介绍

[0003]自金刚石面世以来，由于其材料拥有诸多优点如极高的机械硬度、优良的耐磨损性和导热绝缘性、热膨胀系数低，已被广泛应用到切削工具机、钻井探测工具、光学窗口材料、电极材料、生物传感器、量子信息计算与图像处理、航空航天等领域。金刚石尺寸细小化学稳定性优良使得其极难与其他物质产生化学反应，在实际生产金刚石工具过程中主要是通过金刚石与其他金属、树脂和陶瓷等材料进行结合力较弱的机械镶嵌，在使用过程中金刚石容易脱落降低工具的使用寿命、增加工具成本，还会导致金刚石工具效率以及精确度降低，在航空航天、半导体等精细领域应用效果不佳。
[0004]采用新的刻蚀工艺可以提高金刚石表面粗糙度，大大提高金刚石与金属、树脂以及陶瓷的结合力，有效提高金刚石工具的效率、使用寿命以及精度。
[0005]目前国内对金刚石刻蚀主要有两种工艺：1）将金刚石与NaNO3或者KNO3等盐类混合进行高温热处理，对金刚石表面进行刻蚀处理，处理过后进行多次清洗烘干，后处理过程的清洗烘干过程占用大量时间，导致生产效率低。
[0006]2）在氢气气氛下将金刚石与金属粉末放在管式炉中进行刻蚀，生产成本高，单次刻蚀金刚石的数量太少，且在处理过程中需要在氢气气氛下进行保护，成本较高，不利于大规模生产。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种通用性强、生产成本低、生产效率高，并且可以单次大批量生产的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，包括以下步骤：S1、将金刚石、金属粉末蚀刻剂、添加剂、分散剂加入至三维混料机内混合均匀；S2、将步骤S1中混合均匀的混合料放入马弗炉中进行蚀刻热处理；S3、待步骤S2处理完成后取出金刚石，用筛子将金刚石与金属混合粉末、添加剂、分散剂进行筛分处理，获得表面粗糙的金刚石。
[0009]进一步的，金属粉末蚀刻剂的添加量为8
‑
9%，所述金刚石的添加量为87
‑
88%；所述添加剂的添加量为2
‑
3%，所述分散剂的添加量为1
‑
2%。
[0010]进一步的，金属粉末蚀刻剂包括FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉中的一种或多种。
[0011]进一步的，金属粉末蚀刻剂中FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉的配比为：FAM1022预合金粉末40%~70%，铁粉20%~40%，钴粉7%~15%，所述金属粉末蚀刻剂的配比根据金刚石粒径进行选择。
[0012]进一步的，FAM1022预合金粉末包括下列重量百分比的原料，Fe 81%~83%，Ni 17%~19%；其中，所述FAM1022预合金粉末的粒径为800
‑
1200目，铁粉粒径为400
‑
800目，钴粉粒径为2400
‑
2600目。
[0013]进一步的，添加剂包括乳酸、EDTA二钠、NaCl、NH4Cl、KCl中的一种或多种。
[0014]进一步的，添加剂中乳酸、EDTA二钠、NaCl、NH4Cl、KCl的配比为：乳酸5%~11%，EDTA二钠2%，NaCl 42%~45%，NH4Cl 42%~45%，KCl 3%。
[0015]进一步的，分散剂为粒径为180目的白刚玉砂。
[0016]进一步的，金刚石的粒径为25/30，30/35，35/40，40/45，45/50，50/60，70/80。
[0017]进一步的，蚀刻热处理中刻蚀温度为820~850℃，所述蚀刻温度根据金刚石的粒径进行选择。
[0018]本专利技术的有益效果：由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，生产工艺简单，无需对金刚石进行后处理，有效提高了生产效率；且添加剂的使用增强了刻蚀效果，不仅大大降低了生产成本，而且还有效提高了金刚石工具对金刚石的把持力；同时可单次大批量生产，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
[0019]图1为本专利技术优选实施例中基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺的流程图；图2中a为实施例1中金刚石（111）晶面的粗糙度图；b和c为实施例1中金刚石（100）晶面的粗糙度放大图；图3中a和b为实施例2中金刚石晶面的粗糙度放大图；图4中a和b为实施例3中金刚石晶面的粗糙度放大图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]参照图1所示，本专利技术的优选实施例，基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，包括以下步骤：S1、将金刚石、金属粉末蚀刻剂、添加剂、分散剂加入至三维混料机内混合均匀；其中，金属粉末蚀刻剂的添加量为8
‑
9%，所述金刚石的添加量为87
‑
88%；所述添加剂的添加量为2
‑
3%，所述分散剂的添加量为1
‑
2%；该金属粉末蚀刻剂包括FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉中的一种或多种；本实施例中金属粉末蚀刻剂中FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉的配比为：FAM1022预合金粉末40%~70%，铁粉20%~40%，钴粉7%~15%，而且所述金属粉末蚀刻剂的配比根据金刚石粒径进行选择；
作为本专利技术优选地，FAM1022预合金粉末包括下列重量百分比的原料，Fe 81%~83%，Ni 17%~19%；其中，所述FAM1022预合金粉末的粒径为800
‑
1200目，铁粉粒径为400
‑
800目，钴粉粒径为2400
‑
2600目，其常采用雾化法进行生产，以确保金属粉末的粒度均匀；该添加剂包括乳酸、EDTA二钠、NaCl、NH4Cl、KCl中的一种或多种；本实施例中添加剂中乳酸、EDTA二钠、NaCl、NH4Cl、KCl的配比为：乳酸5%~11%，EDTA二钠2%，NaCl 42%~45%，NH4Cl 42%~45%，KCl 3%；该分散剂为粒径为180目的白刚玉砂；该金刚石的粒径为25/30，30/35，35/40，40/45，45/50，50/60，70/80；S2、将步骤S1中混合均匀的混合料放入马弗炉中进行蚀刻热处理；其中，该蚀刻热处理中刻蚀温度为820~850℃，所述蚀刻温度根据金刚石的粒径进行选择S3、待步骤S2处理完成后取出金刚石，用筛子将金刚石与金属混合粉末、添加剂、分散剂进行筛分处理，获得表面粗糙的金刚石。
[0022]下面以具体的实施例进行说明：实施例130/35金刚石无氢气氛金属粉末刻蚀处理S101、金属混合粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、将金刚石、金属粉末蚀刻剂、添加剂、分散剂加入至三维混料机内混合均匀；S2、将步骤S1中混合均匀的混合料放入马弗炉中进行蚀刻热处理；S3、待步骤S2处理完成后取出金刚石，用筛子将金刚石与金属混合粉末、添加剂、分散剂进行筛分处理，获得表面粗糙的金刚石。2.根据权利要求要求1所述的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，其特征在于：所述金属粉末蚀刻剂的添加量为8
‑
9%，所述金刚石的添加量为87
‑
88%；所述添加剂的添加量为2
‑
3%，所述分散剂的添加量为1
‑
2%。3.根据权利要求要求1或2所述的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，其特征在于：所述金属粉末蚀刻剂包括FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉中的一种或多种。4.根据权利要求要求3所述的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，其特征在于：所述金属粉末蚀刻剂中FAM1022预合金粉末、铁粉、钴粉的配比为：FAM1022预合金粉末40%~70%，铁粉20%~40%，钴粉7%~15%，所述金属粉末蚀刻剂的配比根据金刚石粒径进行选择。5.根据权利要求要求3所述的基于无氢金属粉末蚀刻金刚石的表面处理工艺，其特征在于：所述FAM1022预合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建，刘小东，纪勇，程何敏，魏江洪，
申请(专利权)人：泉州华大超硬工具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：