一种单层金刚石工具的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种单层金刚石工具的制备方法，特别涉及一种喷涂焊制造单层金刚石工具的方法，其制备步骤包括金属基体的制备；金刚石颗粒的喷撒；合金粉末胶性溶液的制备；合金粉末的喷涂；加热熔融，最终制备得到单层金刚石工具；本发明专利技术的方法可以大幅度降低金刚石的耗量，降低成本，可以较容易地制造出适于不同加工条件的金刚石工具；喷涂的合金粉浆的成份配制十分方便，而且制造的金刚石工具具有很高的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种喷涂焊制造单层金 刚石工具的方法。
技术介绍
自本项目技术专利技术人于1985年获得中国专利技术专利"金刚石表面金 属化技术"之后，在国内掀起研究金刚石表面塗复金属合金，金刚石晶体焊接和单 层金刚石钎焊技术热潮。概观上述所有工作，几乎均建立在本项技术专利技术人提出的 添加强碳化物形成元素，诸如Ti、 Zr、 Cr、 V、 Ta、 Nb、 Hf……于Cu、 Ag基合金中， 通过合金与金刚石的界面反应，在金刚石表面产生相应的碳化物，从而改善了钎焊 合金对金刚石的焊接。这些工作极大地增强了金刚石工具中金属胎体对金刚石的结 合力，提高了我国金刚石工具的品质，扩大了金刚石工具的品种。本专利技术正是建立在专利技术人早年专利技术专利"金刚石表面金属化技术"和获得国家 专利技术奖"金属合金对金刚石的粘结技术"基础上，提出一个更合理，更适于产业化， 具有更好质量的单晶金刚石工具制造技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更适于产业化，具有更好质量的单层金刚石工具的制 备方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的 ，其步骤如下(1) 金属基体的制备选定金属基体材料，按工具的图纸要求机械加工成型，将需要喷涂金刚石的表面加工至表面粗糙度为Ral. 6 2. 0，并清理干净备用；(2) 金刚石颗粒的喷撒 在需要喷涂金刚石的金属基体的表面预塗敷一薄层无机油漆，在油漆层粘连状态下，将36目 300目的磨料级金刚石以气流喷撒在涂敷油漆的金属基体的表面上； 然后凉干或在100 20CrC烘干，获得粘有金刚石颗粒的金属基体；(3) 合金粉末胶性溶液的制备将粒度为150目 400目的80 97%wt低熔点金属，3 20%wt的强碳化物形成 元素混合，形成混合粉，并在所得混合粉中加入汽油橡胶稀溶液，成浆状，搅拌均 匀后，得溶液粉浆，密闭待用；(4) 合金粉末的喷涂将步骤(3)所得溶液粉浆，以气流喷涂于步骤(2)所述粘有金刚石颗粒的金 属基体的表层，获得金刚石喷涂件；(5) 加热熔融将步骤(4)所得金刚石喷涂件置于真空度10—2Pa的真空炉中，加热温度在粉体 熔点以上，保温10分钟，得单层金刚石工具。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(2)中所述无机油漆为酚醇清漆。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中所述80 97%wt低熔点金属 为Cu、 Ag、 Sn、 Ni、 Co中的一种或多种；所述3 20%wt的强碳化物形成元素为Ti、 Zr、 Cr、 Ta、 Nb、 Hf、 V中的一种或多种。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中所述的低熔点金属为90 97yowt的Cu、 Sn和Ni，它们的重量份比为70 90: 5 20: 1 3;所述的强碳化物 形成元素为3 10。/。wt的Ti。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中所述的低熔点金属为95 99。/。wt的Ag、 Cu和Co，它们的重量份比为60 80: 30 50: 0.5 2;所述的强碳 化物形成元素为l 5%wt的Cr。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(4)中所述溶液粉浆的喷涂层厚度 为0. 1 1. 5ram。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(5)中所述加热温度为800 1100。C。有益效果1、 基于金刚石磨粒预先喷撒并固结在金属基体上，金刚石磨粒在工具表面分布疏 密将易于控制，避免了金刚石磨粒重复工作，大幅度降低金刚石的耗量，降低成本。2、 金刚石工具中金刚石磨粒的出刃大小，由喷涂的合金粉桨的厚度控制，可以较 容易地制造出适于不同加工条件的金刚石工具。3、 喷涂的合金粉浆的成份配制十分方便，可以较方便地选用对金刚石有很强粘结力，有适当熔融温度并有不同耐磨性的合金粘合层，本技术制造的金刚石工具将具 有很高的使用寿命。下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范 围的限制。 具体实施例方式实施例l，其步骤如下(1) 金属基体的制备根据所制造的金刚石工具的要求，选定45#钢做为金属基体材料，按工具的图纸要求机械加工成型，将需要喷涂金刚石的表面加工至表面粗糙度为Ral.6，并清 理干净备用；(2) 金刚石颗粒的喷撒 在需要喷涂金刚石的金属基体的表面预塗敷一薄层酚醇清漆，在油漆层粘连状态下，将磨料级36目金刚石以气流喷撒在涂敷油漆的金属基体的表面上，获得疏 密可控，分布均匀的单层金刚石颗粒排布；然后凉干，金刚石颗粒将较为牢固地粘 在金属基体上；(3) 合金粉末胶性溶液的制备将粒度为150目的低熔点金属(Cu、 Sn、 Ni)和强碳化物形成元素(Ti)，按比 例配比混合均匀，其配比如下90y。wt的低熔点金属，由重量份比是70: 20: 3的Cu、 Sn、 Ni组成； 10%wt的强碳化物形成元素为Ti;并在上述混合粉中加入汽油橡胶稀溶液，成浆状，搅拌均匀后，得溶液粉浆， 密闭待用；(4) 合金粉末的喷涂将步骤(3)所得溶液粉浆，以气流喷涂于步骤(2)所述粘有金刚石颗粒的金 属基体表层，获得金刚石喷涂件。这时具有胶性的金属合金粉浆将均匀地喷塞进金刚石颗粒之间的缝隙中，并十 分均匀地铺盖了整个金刚石层，粉末喷涂层厚度为1.5mrn。(5) 加热熔融将步骤(4)所得金刚石喷涂件置于真空度10—2Pa的真空炉中，加热温度1000°C，保温10分钟，基于所用金属合金对金刚石及金属基体均有良好的浸润性，因为合金溶液有很强表面张力，足以克服本身的重力，使孕育着单层金刚石颗粒的合 金层能均匀地辅展在形状复杂的基体表面上。实施例2，其步骤如下(1) 金属基体的制备根据所制造的金刚石工具的要求，选定9CrSi做为金属基体材料，按工具的图 纸要求机械加工成型，将需要喷涂金刚石的表面加工至表面粗糙度为Ra2.0，并清 理干净备用；(2) 金刚石颗粒的喷撒 在需要喷涂金刚石的金属基体的表面预塗敷一薄层酚醇清漆，在油漆层粘连状态下，将磨料级300目金刚石以气流喷撒在涂敷油漆的金属基体的表面上，获得疏 密可控，分布均匀的单层金刚石颗粒排布；然后在100 20(TC烘干，金刚石颗粒将 较为牢固地粘在金属基体上；(3) 合金粉末胶性溶液的制备将粒度为400目的低熔点金属(Cu、 Sn、 Ni)和强碳化物形成元素(Ti)，按比 例配比混合均匀，其配比如下970/owt的低熔点金属，由重量份比是90: 5: l的Cu、 Sn、 Ni组成； 3%wt的强碳化物形成元素为Ti;并在上述混合粉中加入汽油橡胶稀溶液，成浆状，搅拌均匀后，得溶液粉浆， 密闭待用；(4) 合金粉末的喷涂将步骤(3)所得溶液粉浆，以气流喷涂于步骤(2)所述粘有金刚石颗粒的金 属基体表层，获得金刚石喷涂件。这时具有胶性的金属合金粉浆将均匀地喷塞进金刚石颗粒之间的缝隙中，并十 分均匀地铺盖了整个金刚石层，粉末喷涂层厚度为0. lmm 。(5) 加热熔融将步骤(4)所得金刚石喷涂件置于真空度10—2Pa的真空炉中，加热温度1100 °C，保温10分钟，基于所用金属合金对金刚石及金属基体均有良好的浸润性，因 为合金溶液有很强表面张力，足以克服本身的重力，使孕育着单层金刚石颗粒的合金层能均匀地辅展在形状复杂的基体表面上。 实施例3，其步骤如下(1) 金属基体的制备根据所制造的金刚石工具的要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单层金刚石工具的制备方法，其步骤如下：　（１）金属基体的制备　选定金属基体材料，按工具的图纸要求机械加工成型，将需要喷涂金刚石的表面加工至表面粗糙度为Ｒａ１．６～２．０，并清理干净备用；　（２）金刚石颗粒的喷撒　在需要喷涂金刚石的金属基体的表面预塗敷一薄层无机油漆，在油漆层粘连状态下，将３６目～３００目的磨料级金刚石以气流喷撒在涂敷油漆的金属基体的表面上；然后凉干或在１００～２００℃烘干，获得粘有金刚石颗粒的金属基体；　（３）合金粉末胶性溶液的制备　将粒度为１５０目～４００目的８０～９７％ｗｔ低熔点金属，３～２０％ｗｔ的强碳化物形成元素混合，形成混合粉，并在所得混合粉中加入汽油橡胶稀溶液，成浆状，搅拌均匀后，得溶液粉浆，密闭待用；　（４）合金粉末的喷涂　将步骤（３）所得溶液粉浆，以气流喷涂于步骤（２）所述粘有金刚石颗粒的金属基体的表层，获得金刚石喷涂件；　（５）加热熔融　将步骤（４）所得金刚石喷涂件置于真空度１０↑［－２］Ｐａ的真空炉中，加热温度在粉体熔点以上，保温１０分钟，得单层金刚石工具。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林增栋，印红羽，彭晓芙，
申请(专利权)人：北京市粉末冶金研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[]