一種新型預(yù)合金粉的制備方法
【專利說明】一種新型預(yù)合金粉的制備方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型預(yù)合金粉的制備方法，應(yīng)用于金剛石工具的制造。
[0002]發(fā)明背景
眾所周知，金剛石工具的性能在很大程度上取決于胎體的性質(zhì)，因此，有關(guān)胎體粉末的研究受到行業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注。采用預(yù)合金粉末作為金剛石工具胎體，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)能根據(jù)工作對(duì)象的性能選用不同成分的胎體，提高工具的使用的針對(duì)性；
(2)采用預(yù)合金粉末制造的金剛石工具，提高了胎體的致密性和均勻性從而改善胎體的磨損狀態(tài)；
(3)采用預(yù)合金粉末制造的金剛石工具，可以提高胎體對(duì)其包鑲的能力，并且抗沖擊性能較好；
(4)預(yù)合金粉末不易氧化，保存方便，并能簡(jiǎn)化工具的制造工藝，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]因此，有關(guān)胎體粉末的研究受到行業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注。預(yù)合金粉末由于其燒結(jié)溫度低，把持性好，鋒利度高、成本低而備受青睞，應(yīng)用也日益擴(kuò)大，成為金剛石工具領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。
[0004]目前，世界上大多數(shù)金剛石鋸片、取芯鉆頭和其它金剛石工具除了用鈷粉以外，都已經(jīng)應(yīng)用相對(duì)比例的預(yù)合金粉末。近些年我國(guó)逐漸采用高壓水霧化法制取預(yù)合金粉，主要致力于預(yù)合金粉末配比、燒結(jié)性能、物理機(jī)械性能、粒度細(xì)化、激光焊接性等方面的研究，以獲得低成本、高性能的預(yù)合金粉末，提高金剛石工具綜合性能。
[0005]近年來，隨著用戶對(duì)金剛石鋸片性能要求的日益提高，研究開發(fā)既具有較高鋸切效率又具有較長(zhǎng)使用壽命的金剛石鋸片已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。鋸片的性能并不僅僅取決于金剛石，而是取決于金剛石與結(jié)合劑恰當(dāng)配合而構(gòu)成的刀頭這種復(fù)合材料的整體性能。這涉及結(jié)合劑的類型、成份配比、相對(duì)密度(氣孔率)、金相組織、機(jī)械性能以及結(jié)合劑與金剛石之間的結(jié)合形式，所以研究超細(xì)預(yù)合金粉末的制備工藝和燒結(jié)性能，對(duì)改善金剛石鋸片的切削性能有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種新型預(yù)合金粉的制備方法，包括將胎體元素的鹽類粉末混合球磨，再經(jīng)還原和破碎得到超細(xì)預(yù)合金粉，其特征在于包括如下步驟:
(1)按Fe70% -Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨24-72小時(shí)；
(2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用分解氨或氫氣還原，還原溫度650-750°C，還原時(shí)間1-2小時(shí)；
(3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散1小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
[0007]本發(fā)明采用胎體元素的鹽作為原料，其優(yōu)勢(shì)是鹽非常脆，在高能球磨過程中容易磨細(xì)，甚至達(dá)到納米級(jí)。這樣能夠加速氧化物的還原過程，更重要的是縮短元素的原子擴(kuò)散距離，易于實(shí)現(xiàn)合金化，從而可以較低的溫度下、較短的時(shí)間內(nèi)完成還原和合金化，避免還原溫度高造成顆粒長(zhǎng)大，使最終的預(yù)合金粉的粒度細(xì)小，達(dá)到5微米以下。因此，本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，粉末顆粒細(xì)小，成本低。
[0008]這樣得到的超細(xì)預(yù)合金粉能夠降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)致密度，增強(qiáng)元素的合金化程度和均勻程度，細(xì)化晶粒尺寸，從而達(dá)到提高力學(xué)性能及切削性能和使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0009]金剛石鋸片生產(chǎn)過程包括鋼基體加工、混料、熱壓燒結(jié)、焊接等過程，其中燒結(jié)是金剛石鋸片生產(chǎn)中最重要的一道關(guān)鍵工序，燒結(jié)過程的好壞直接影響著金剛石鋸片的刀頭密度、硬度與切削性能。因而提高金屬粉末的燒結(jié)活性，降低胎體的燒結(jié)溫度，減小對(duì)金剛石的損傷，可以提高金剛石鋸片性能。另外，將胎體粉各個(gè)元素需要在燒結(jié)過程中充分合金化，才能發(fā)揮各個(gè)元素的功能。元素粉末顆粒需要在燒結(jié)過程中擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)合金化，因此提前將元素合金化，即使用預(yù)合金粉能夠明顯縮短元素在燒結(jié)時(shí)的擴(kuò)散合金化時(shí)間，同樣會(huì)減少對(duì)金剛石的損傷?？偠灾?，使用超細(xì)的預(yù)合金粉將能明顯提高金剛石的綜合性能。
[0010]本發(fā)明的超細(xì)預(yù)合金粉的制備方法，包括將胎體元素的鹽類粉末混合球磨，再經(jīng)還原和破碎得到超細(xì)預(yù)合金粉，其特征在于包括如下步驟:
(1)按Fe70% -Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨24-72小時(shí)；
(2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用分解氨或氫氣還原，還原溫度650-750°C，還原時(shí)間1-2小時(shí)；
(3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散1小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
[0011]本發(fā)明采用胎體元素的鹽作為原料，其優(yōu)勢(shì)是鹽非常脆，在高能球磨過程中容易磨細(xì)，甚至達(dá)到納米級(jí)。這樣能夠加速氧化物的還原過程，更重要的是縮短元素的原子擴(kuò)散距離，易于實(shí)現(xiàn)合金化，從而可以較低的溫度下、較短的時(shí)間內(nèi)完成還原和合金化，避免還原溫度高造成顆粒長(zhǎng)大，使最終的預(yù)合金粉的粒度細(xì)小，達(dá)到5微米以下。這樣得到的超細(xì)預(yù)合金粉能夠降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)致密度，增強(qiáng)元素的合金化程度和均勻程度，細(xì)化晶粒尺寸，從而達(dá)到提高力學(xué)性能及切削性能和使用壽命。
[0012]實(shí)施例1
(1)按Fe70%-Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨24小時(shí)；
(2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用分解氨還原，還原溫度750°C，還原時(shí)間1小時(shí)；
(3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散1小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
[0013]實(shí)施例2
(1)按Fe70%-Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨72小時(shí)；
(2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用氫氣還原，還原溫度650°C，還原時(shí)間2小時(shí)；
(3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散2小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
[0014]實(shí)施例3
(1)按Fe70% -Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨48小時(shí)；
(2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用分解氨還原，還原溫度700°C，還原時(shí)間1.5小時(shí)；
(3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散1小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型預(yù)合金粉的制備方法，其特征在于包括將胎體元素的鹽類粉末混合球磨，再經(jīng)還原和破碎得到超細(xì)預(yù)合金粉，包括如下步驟: (1)按Fe70%-Cu30% (FeCu30)的比例稱取硝酸銅和硝酸鐵，裝入高能震動(dòng)球磨機(jī)中球磨24-72小時(shí)； (2)將磨細(xì)的混合料裝入還原爐，用分解氨或氫氣還原，還原溫度650-750°C，還原時(shí)間1-2小時(shí)； (3)出爐粉料經(jīng)過球磨分散1小時(shí)得到超細(xì)預(yù)合金粉。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型預(yù)合金粉的制備方法，包括將胎體元素的鹽類粉末混合球磨，再經(jīng)還原和破碎得到超細(xì)預(yù)合金粉。因此，本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，粉末顆粒細(xì)小，成本低。這樣得到的超細(xì)預(yù)合金粉能夠降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)致密度，增強(qiáng)元素的合金化程度和均勻程度，細(xì)化晶粒尺寸，從而達(dá)到提高力學(xué)性能及切削性能和使用壽命。
【IPC分類】B22F9/04
【公開號(hào)】CN105345014
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510775222
【發(fā)明人】林濤, 郭志成, 丁剛
【申請(qǐng)人】丹陽(yáng)市德源精密工具有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月15日