一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法及所用到的胎體材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法及所用到的胎體材料，本發(fā)明中，金剛石節(jié)塊的胎體材料主要由鎢銅鐵合金粉末、Cu15Sn粉末、Ni粉末和Fe粉末制成，其利用鎢銅鐵合金的高活性、高熱導(dǎo)性和高抗沖擊性能，結(jié)合作為液相的Cu15Sn，用以提高韌性的Ni，以及作為填充相的Fe，所制得的金剛石節(jié)塊，以25*8*5節(jié)塊為例，根據(jù)試驗(yàn)測定，其抗彎強(qiáng)度為1200-1600MPa.硬度90-105HRB，用橋切試驗(yàn)機(jī)測試，功率消耗為5-7KW，使用壽命可達(dá)8-12m2/mm，功率消耗和壽命均優(yōu)于現(xiàn)有的金剛石節(jié)塊。
【專利說明】一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法及所用到的胎體材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金剛石工具領(lǐng)域，具體涉及一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法及所用到的胎體材料。

【背景技術(shù)】
[0002]胎體即金剛石的金屬燒結(jié)體，胎體的作用是把持金剛石，使其起到切割的作用，而不會過早地脫落掉。胎體一般由多各多種金屬元素組成，現(xiàn)有的金剛石節(jié)塊一般采用Fe-Cu-N1-Sn合金作為胎體，采用這種胎體的金剛石節(jié)塊存在著強(qiáng)度低、耐熱耐沖擊性能差的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，用此方法制備的金剛石節(jié)塊，具有抗彎強(qiáng)度高、硬度高、使用壽命長的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供上述制備方法中所用到的胎體材料。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]一、準(zhǔn)備胎體材料:胎體材料主要由15-55%鎢銅鐵合金粉末、15-30% Cul5Sn粉末、2-8% Ni粉末和68-7% Fe粉末組成，上述各種粉末的粒度均為100-400目；按上述重量比例稱取鎢銅鐵合金粉末，Cul5Sn粉末，Ni粉末和Fe粉末，混合均勻，得到胎體材料；
[0008]二、準(zhǔn)備鍍鈦金剛石:將粒度為25/30-45/50的金剛石與粒度為100-400目的鈦粉混合均勻，真空條件、800-820°C下對金剛石進(jìn)行鍍鈦，使得金剛石表面的鈦膜厚度為
0.1-0.2_，得到鍍鈦金剛石，并將得到的鍍鈦金剛石混合均勻；
[0009]三、將上述混合均勻的鍍鈦金剛石與上述混合均勻的胎體材料按鍍鈦金剛石15-30%、胎體材料85-70%的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量為基數(shù)加入6-10ml/kg的石臘,對此混合料進(jìn)行充分潤濕；
[0010]四、將上述混合料與上述石蠟的混合物混合均勻，得到節(jié)塊坯料；
[0011]五、將上述節(jié)塊坯料在1.5-2.0t/cm2壓力下壓制成型，得到壓坯；
[0012]六、將壓坯裝入石墨模具，在真空熱壓燒結(jié)機(jī)中，820-880°C溫度、400-500kg/cm2壓力下保溫l_2min ；
[0013]七、模具冷卻后，拆模，得到金剛石節(jié)塊。
[0014]上述鎢銅鐵合金粉末采用湖南賽瑞新材料有限公司生產(chǎn)的30W-20Cu_50Fe。
[0015]一種新型胎體材料，主要由如下重量份數(shù)的組份混合而成:
[0016]鎢銅鐵合金粉末 15-55%
Cul5Sn 粉末15-30%
Ni粉末2-8%
Fe 粉末68-7%
[0017]上述各種粉末的粒度均為100-400目。
[0018]上述鎢銅鐵合金粉末采用湖南賽瑞新材料有限公司生產(chǎn)的30W-20Cu_50Fe。
[0019]采用上述方案后，本發(fā)明中，金剛石節(jié)塊的胎體材料利用鎢銅鐵合金的高活性、高熱導(dǎo)性和高抗沖擊性能，結(jié)合作為液相的Cul5Sn，用以提高韌性的Ni，以及作為填充相的Fe，所制得的金剛石節(jié)塊，以25*8*5節(jié)塊為例，根據(jù)試驗(yàn)測定，其抗彎強(qiáng)度為1200-1600MPa.硬度90-105HRB，用橋切試驗(yàn)機(jī)測試，功率消耗為5-7KW，使用壽命可達(dá)8-12m2/mm，功率消耗和壽命均優(yōu)于現(xiàn)有的金剛石節(jié)塊。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例一:
[0021]本發(fā)明一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0022]一、準(zhǔn)備胎體材料:胎體材料由15%鎢銅鐵合金粉末、15% Cul5Sn粉末、2% Ni粉末和68% Fe粉末組成，上述各種粉末的粒度均為100-400目；按上述重量比例稱取鎢銅鐵合金粉末，Cul5Sn粉末，Ni粉末和Fe粉末，用三維混料機(jī)混合60_80min，得到胎體材料；
[0023]二、準(zhǔn)備鍍鈦金剛石:將粒度為25/30-45/50的金剛石與粒度為100-400目的鈦粉用三維混料機(jī)混合10-20min，真空條件、800_820°C下對金剛石進(jìn)行鍍鈦，使得金剛石表面的鈦膜厚度為0.1-0.2mm，得到鍍鈦金剛石，并將得到的鍍鈦金剛石用三維混料機(jī)混合15_30min ；
[0024]三、將上述混合均勻的鍍鈦金剛石與上述混合均勻的胎體材料按鍍鈦金剛石15-30%、胎體材料85-70%的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量為基數(shù)加入6ml/kg的石蠟，對此混合料進(jìn)行充分潤濕；
[0025]四、將上述混合料與上述石蠟的混合物用三維混料機(jī)混合45-60min，得到節(jié)塊坯料；
[0026]五、將上述節(jié)塊坯料在1.5-2.0t/cm2壓力下壓制成型，得到壓坯；
[0027]六、將壓坯裝入石墨模具，在真空熱壓燒結(jié)機(jī)中，820-880°C溫度、400-500kg/cm2壓力下保溫l_2min ；
[0028]七、模具冷卻后，拆模，得到金剛石節(jié)塊。
[0029]本實(shí)施例的一種新型胎體材料，由如下重量份數(shù)的組份混合而成:
[0030]鎢銅鐵合金粉末15%
Cul5Sn 粉末15%
Ni粉末2%
Fe粉末68%
[0031]上述各種粉末的粒度均為100-400目。
[0032]實(shí)施例二:
[0033]本發(fā)明一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0034]一、準(zhǔn)備胎體材料:胎體材料由55%鎢銅鐵合金粉末、30% Cul5Sn粉末、8% Ni粉末和7% Fe粉末組成，上述各種粉末的粒度均為100-400目；按上述重量比例稱取鎢銅鐵合金粉末，Cul5Sn粉末，Ni粉末和Fe粉末，用三維混料機(jī)混合60_80min，得到胎體材料；
[0035]二、準(zhǔn)備鍍鈦金剛石:將粒度為25/30-45/50的金剛石與粒度為100-400目的鈦粉用三維混料機(jī)混合10-20min，真空條件、800_820°C下對金剛石進(jìn)行鍍鈦，使得金剛石表面的鈦膜厚度為0.1-0.2mm，得到鍍鈦金剛石，并將得到的鍍鈦金剛石用三維混料機(jī)混合15_30min ；
[0036]三、將上述混合均勻的鍍鈦金剛石與上述混合均勻的胎體材料按鍍鈦金剛石15-30%、胎體材料85-70%的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量為基數(shù)加入8ml/kg的石蠟，對此混合料進(jìn)行充分潤濕；
[0037]四、將上述混合料與上述石蠟的混合物用三維混料機(jī)混合45-60min，得到節(jié)塊坯料；
[0038]五、將上述節(jié)塊坯料在1.5-2.0t/cm2壓力下壓制成型，得到壓坯；
[0039]六、將壓坯裝入石墨模具，在真空熱壓燒結(jié)機(jī)中，820_880°C溫度、400_500kg/cm2壓力下保溫l_2min ；
[0040]七、模具冷卻后，拆模，得到金剛石節(jié)塊。
[0041]本實(shí)施例的一種新型胎體材料，由如下重量份數(shù)的組份混合而成:
[0042]
鎢銅鐵合金粉末55%
Cul5Sn 粉末30%
Ni粉末8%
Fo粉末7%
[0043]上述各種粉末的粒度均為100-400目。
[0044]實(shí)施例三:
[0045]本發(fā)明一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0046]一、準(zhǔn)備胎體材料:胎體材料由35%鎢銅鐵合金粉末、22% Cul5Sn粉末、5% Ni粉末和38% Fe粉末組成，上述各種粉末的粒度均為100-400目；按上述重量比例稱取鎢銅鐵合金粉末，Cul5Sn粉末，Ni粉末和Fe粉末，用三維混料機(jī)混合60_80min，得到胎體材料；
[0047]二、準(zhǔn)備鍍鈦金剛石:將粒度為25/30-45/50的金剛石與粒度為100-400目的鈦粉用三維混料機(jī)混合10-20min，真空條件、800-820°C下對金剛石進(jìn)行鍍鈦，使得金剛石表面的鈦膜厚度為0.1-0.2mm,得到鍍鈦金剛石，并將得到的鍍鈦金剛石用三維混料機(jī)混合15_30min ；
[0048]三、將上述混合均勻的鍍鈦金剛石與上述混合均勻的胎體材料按鍍鈦金剛石15-30%、胎體材料85-70%的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量為基數(shù)加入10ml/kg的石蠟，對此混合料進(jìn)行充分潤濕；
[0049]四、將上述混合料與上述石蠟的混合物用三維混料機(jī)混合45-60min，得到節(jié)塊坯料；
[0050]五、將上述節(jié)塊坯料在1.5-2.0t/cm2壓力下壓制成型，得到壓坯；
[0051]六、將壓坯裝入石墨模具，在真空熱壓燒結(jié)機(jī)中，820-880°C溫度、400-500kg/cm2壓力下保溫l_2min ；
[0052]七、模具冷卻后，拆模，得到金剛石節(jié)塊。
[0053]本實(shí)施例的一種新型胎體材料，由如下重量份數(shù)的組份混合而成:
[0054]
鎢銅鐵合金粉末35%
Cul5Sn 粉末22%
Ni粉末5%
Fe粉末38%
[0055]上述各種粉末的粒度均為100-400目。
[0056]本發(fā)明中，鎢銅鐵合金粉末采用湖南賽瑞新材料有限公司生產(chǎn)的30W-20Cu_50Fe。其性能及參數(shù)可以從湖南賽瑞新材料有限公司的網(wǎng)站http://www.hnsunray.com.cn/products_inf0.asp ? id = 145 得知。
【權(quán)利要求】
1.一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，其特征在于:通過如下步驟實(shí)現(xiàn): 一、準(zhǔn)備胎體材料:胎體材料主要由15-55%鎢銅鐵合金粉末、15-30%Cul5Sn粉末、2-8% Ni粉末和68-7% Fe粉末組成，上述各種粉末的粒度均為100-400目；按上述重量比例稱取鎢銅鐵合金粉末，Cul5Sn粉末，Ni粉末和Fe粉末，混合均勻，得到胎體材料； 二、準(zhǔn)備鍍鈦金剛石:將粒度為25/30-45/50的金剛石與粒度為100-400目的鈦粉混合均勻，真空條件、800-820°C下對金剛石進(jìn)行鍍鈦，使得金剛石表面的鈦膜厚度為0.1-0.2_，得到鍍鈦金剛石，并將得到的鍍鈦金剛石混合均勻； 三、將上述混合均勻的鍍鈦金剛石與上述混合均勻的胎體材料按鍍鈦金剛石15-30%、胎體材料85-70%的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量為基數(shù)加入6-10ml/kg的石臘,對此混合料進(jìn)行充分潤濕； 四、將上述混合料與上述石蠟的混合物混合均勻，得到節(jié)塊坯料； 五、將上述節(jié)塊坯料在1.5-2.0t/cm2壓力下壓制成型，得到壓坯； 六、將壓坯裝入石墨模具，在真空熱壓燒結(jié)機(jī)中，820-880°C溫度、400-500kg/cm2壓力下保溫l_2min ； 七、模具冷卻后，拆模，得到金剛石節(jié)塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型金剛石節(jié)塊的制備方法，其特征在于:上述鎢銅鐵合金粉末采用湖南賽瑞新材料有限公司生產(chǎn)的30W-20Cu-50Fe。
3.一種新型胎體材料，其特征在于:主要由如下重量份數(shù)的組份混合而成:鎢銅鐵合金粉末 15-55%CulSSn 粉末15-30%Ni粉末2-8%Fe 粉末68-7% 上述各種粉末的粒度均為100-400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型胎體材料，其特征在于:上述鎢銅鐵合金粉末采用湖南賽瑞新材料有限公司生產(chǎn)的30W-20Cu-50Fe。
【文檔編號】C22C38/16GK104148652SQ201410391886
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】袁兵云, 王政, 唐曉 申請人:泉州眾志金剛石工具有限公司