一种表面有镀覆层的金刚石制造技术

本实用新型专利技术涉及一种金刚石模型，特别涉及一种表面有镀覆层的金刚石。金刚石原体的外表面由内向外依次为碳化物层、合金化层、镀层。经过在拉丝模中应用镀覆后的金刚石，可以使拉丝模：寿命延长３０％；抗压强度值提高５０％－１００％；与结合材料亲和度提高３０％－５０％；节省４０％的金刚石原材料；金刚石在制模后工序中无破碎、裂纹现象；防止金刚石在高温烧结过程中石墨化；无须改变金刚石拉丝模制造的其它工艺。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金刚石模型，特别涉及一种表面有镀覆层的金刚石。
技术介绍
天然金刚石拉丝模是一种历史悠久而且十分精密的拉丝工具，随着拉丝模制造水 平的不断提高和国内拉丝行业的快速发展，我们发现金刚石拉丝模烧结过程中由于金刚石 晶体的特殊结构和性质，金刚石胚芯和金属胚体亲和力差，导致生产加工中出现金刚石碎 裂、裂纹、成品出现花线拉丝寿命短、修复次数少等现象。这也是行业内普遍存在的问题，严 重制约了制模水平的提高同时也阻碍了国内拉丝业的发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种表面有镀覆层的金刚石。金刚石镀覆技术应用上 的主导产品为金属粉末烧结的金刚石拉丝模，它由金刚石及作为粘合剂的金属粉末混合、 烧结而成。由于金刚石与一般金属或合金间有很高的界面能，致使金刚石表面不能被一般 的金属或合金所浸润，而很难与拉丝模金属胚体发生冶金结合。因此，在拉丝模具的使用过 程中，较高的挤压应力及冲击力使金刚石很容易脱落及碎裂，采用真空微蒸发镀钛技术提 高结合剂对金刚石的把持力及金刚石在工具胚体中的结合强度，成为我公司制造高补强高 精密金刚石拉丝模的关键。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种表面有镀覆层的金刚石， 金刚石原体的外表面由内向外依次为碳化物层、合金化层、镀层。第一层是碳化物层，由强碳化物形成元素在以定条件下与金刚石表进行反应而生 成，一般厚度在几百纳米范围内，牢固地附着在金刚石的表面，这层结构对金刚石表面金属 化起着关键作用，这种结合称为“化学结合”或“化学键合”。第二层位合金化层，是针对碳化物层而设计的，它对所生成碳化物层有着极好的 粘结性，可以选取Ti、Ni等合金。合金化层的形成，可使金刚石表面呈现完美的金属特性， 如导电性、可焊接性、可烧接性。该层的厚度可以是几微米。第三层是镀层，主要是考虑到金刚石在拉丝模金属胎体中金刚石的膨胀系数的极 大差异而设计的。为了使应力得到一定程度的缓解，对于胎体增加几十微米厚度的镀层是 非常有效的。镀层外表面与金属结合剂之间在烧结过程中属于钎焊过程，称为“钎焊结合”: 这样由于镀层的中介作用实现了金刚石与结合剂之间的强力结合，称为“冶金结合”。金刚石镀覆应用在拉丝模中的必要性未镀覆的金刚石只是机械镶嵌在金属结合剂中，在拉丝模的日常使用中，金刚石 极易脱落、破裂，导致金刚石拉丝模寿命短，效率低。只有与金刚石具有强烈化学亲和性的钛、铬、钼、钨及其合金才有可能与金刚石结I=I O直接在金属结合剂中加钛、铬等因素，不能直接粘结金刚石，防止金刚石石墨化。简单的金属粉末覆盖镀覆方法，镀覆过程中金刚石受热达到850C以上，即使在真 空条件下，其强度也会明显下降，失去工业应用价值。为了使金刚石与金属胚体获得强力冶 金结合，在将金刚石与金属胚体烧结之前，首先制造表面金属化的金刚石，即通过真空微蒸 发技术进行金刚石表面镀钛、镍是非常必要的。镀覆金刚石与拉丝模胚体烧结工艺描述1.先将挑选好的金刚石原料磨出两个平行面。2.将磨好平面的金刚石进行镀覆处理，使其镀后增重0. 5% -3%。3.将镀覆后的金刚石原料固定在一个圆柱形的金属套之中，以镍为基体，另外混 合一些与金刚石原料有浸润效果的金属粉末材料，通过800C高温高压烧结，将金刚石镶嵌 在拉丝模胚体中心。本技术与现有技术相比对金刚石拉丝模形态的影响金刚石在镀覆后脱落率降低，由原来的55%左右降到10%左右，相应拉丝模的寿 命和使用效率明显提高，产生这种现象的主要原因是1.金刚石表面真空微蒸发后，由于镀层的中介作用使金刚石与金属结合剂之间实 现界面冶金结合，其界面结合强度可达140Mpa，因此拉丝模胎体对金刚石把持力增大，金 刚石颗粒不易脱落及碎裂。经真空微蒸发镀覆钛的金刚石，强度发生变化抗压强度可提高 5%-20%，镀覆金刚石的最主要作用是实现与拉丝胎体的粘结、不脱落、表面强化作用是附 加的。2.金刚石表面的钛镀层可以弥补表面缺陷，同时保护金刚石避免在烧结过程中发 生石墨化，因此，Ti镀层的保护作用相当于使金刚石强度提高。3.因镀覆层实现了金刚石与结合剂之间的冶金结合，使拉丝模体对金刚石的把持 力增大。与未镀覆金刚石相比，金刚石拉丝模的金刚石原材料平均用料由原0.06克拉降至 0. 03-0. 04克拉之间，使用寿命和效率都较未镀覆的金刚石拉丝模具大为提高。在生产过程 中，象以往的裂纹、花丝等现象也大幅减少。4.自从真空微蒸发镀技术应用以来，以真空微蒸发技术为核心，围绕金刚石拉丝 模不断进行开发应用，目前初步形成了镀覆金刚石拉丝模系列产品。经过在拉丝模中应用 镀覆后的金刚石。可以使拉丝模寿命延长30%;抗压强度值提高50 % -100 % ；与结合材料亲和度提高30% -50% ；节省40 %的金刚石原材料；金刚石在制模后工序中无破碎、裂纹现象；防止金刚石在高温烧结过程中石墨化；无须改变金刚石拉丝模制造的其它工艺。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合图1对本技术进行详述一种表面有镀覆层的金刚石，其特征在于 金刚石原体1的外表面由内向外依次为碳化物层2、合金化层3、镀层4。第一层是碳化物层，由强碳化物形成元素在以定条件下与金刚石表进行反应而生 成，一般厚度在几百纳米范围内，牢固地附着在金刚石的表面，这层结构对金刚石表面金属 化起着关键作用，这种结合称为“化学结合”或“化学键合”。第二层位合金化层，是针对碳化物层而设计的，它对所生成碳化物层有着极好的 粘结性，可以选取Ti、Ni等合金。合金化层的形成，可使金刚石表面呈现完美的金属特性， 如导电性、可焊接性、可烧接性。该层的厚度可以是几微米。第三层是镀层，主要是考虑到金刚石在拉丝模金属胎体中金刚石的膨胀系数的极 大差异而设计的。为了使应力得到一定程度的缓解，对于胎体增加几十微米厚度的镀层是 非常有效的。镀层外表面与金属结合剂之间在烧结过程中属于钎焊过程，称为“钎焊结合”: 这样由于镀层的中介作用实现了金刚石与结合剂之间的强力结合，称为“冶金结合”。权利要求1. 一种表面有镀覆层的金刚石，其特征在于金刚石原体(1)的外表面由内向外依次 为碳化物层O)、合金化层(3)、镀层0)。专利摘要本技术涉及一种金刚石模型，特别涉及一种表面有镀覆层的金刚石。金刚石原体的外表面由内向外依次为碳化物层、合金化层、镀层。经过在拉丝模中应用镀覆后的金刚石，可以使拉丝模寿命延长30％；抗压强度值提高50％-100％；与结合材料亲和度提高30％-50％；节省40％的金刚石原材料；金刚石在制模后工序中无破碎、裂纹现象；防止金刚石在高温烧结过程中石墨化；无须改变金刚石拉丝模制造的其它工艺。文档编号B32B9/04GK201815552SQ20102055444公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日专利技术者郑阳, 龚云舟 申请人:南昌金峰钻模有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面有镀覆层的金刚石，其特征在于：金刚石原体（１）的外表面由内向外依次为碳化物层（２）、合金化层（３）、镀层（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑阳，龚云舟，
申请(专利权)人：南昌金峰钻模有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]