專利名稱：鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚晶金剛石的加工方法，特別是涉及一種鉆石加工用聚晶金剛石 的加工方法。
背景技術(shù)：
金剛石聚晶PCD (Polycrystalline diamond)是用細(xì)顆粒金剛石單晶在高溫高 壓下燒結(jié)而成的，該產(chǎn)品具有很好的耐磨性、熱穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度和抗沖擊韌性，廣泛用于 地質(zhì)勘探、石油開采、天然寶石加工業(yè)和機(jī)械加工修整工具等領(lǐng)域。目前分人造金剛石聚晶 PCD和人造金剛石聚晶TSP兩種。主要的形狀有三角形、正方形、長方形、、圓柱形、兩端圓弧 形、其多樣化適用于各種鉆探工具與地質(zhì)要求。用于加工鉆石的聚晶金剛石PCD，其磨耗比需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油和地質(zhì)鉆頭用的聚 晶金剛石TSP系列，相比于天然金剛石需要具有更高的研磨效率。目前，加工鉆石用的大多數(shù)聚晶金剛石PCD研磨效率較低、自銳性能較差，為了提 高加工鉆石用聚晶金剛石的使用率，需要提供一種能夠加工成研磨效率較好、自銳性能好 的聚晶金剛石新的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法。通過本 發(fā)明加工方法制備的鉆石加工用聚晶金剛石較軟，自銳性能好，并且強(qiáng)度低。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，所述加工方法包括以下步驟
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉58 62%和鎳Ni 38 42% ；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 28 0. 32%的催化劑，將其原料和催化劑裝入碳合成模中，然后將裝有原料和催化劑的 碳合成模放入真空爐內(nèi)保持58 62分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. 0009 0. 0012Pa，溫 度為100 150°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為595 605A，加熱時(shí)間為64 66s，壓力為0. 8 1. 2 萬公斤，保壓時(shí)間為98 102s ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。根據(jù)上面所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，金剛石粒徑20微米用W20表 示，金剛石粒徑15微米用W15表示，金剛石粒徑5 7微米用W5 7表示；步驟a中所述 金剛石粉中W20、W15和W5 7所占的重量百分含量分別為40%、35%和25%。根據(jù)上面所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，步驟b中所述催化劑為硼。根據(jù)上面所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，步驟c中所述高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時(shí)間為100s。根據(jù)上面所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，步驟d中所述得到本發(fā)明產(chǎn) 品鉆石加工用聚晶金剛石的直徑*厚度規(guī)格為10 * 0. 75mm。本發(fā)明的積極有益效果
1、利用本發(fā)明技術(shù)方案制備而成的聚晶金剛石PCD，用于加工鉆石時(shí)，其產(chǎn)品比較 軟、抗沖擊韌性好，并且具有極高的耐磨性。本發(fā)明產(chǎn)品的磨耗比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油和地質(zhì)鉆頭 用的聚晶金剛石TSP系列，相比于天然金剛石具有更高的研磨效率。2、利用本發(fā)明技術(shù)方案制備而成的鉆石加工用聚晶金剛石P⑶，真正實(shí)現(xiàn)了金剛 石與金剛石之間的結(jié)合，其產(chǎn)品自銳性能好，研磨效率高。因而，本發(fā)明產(chǎn)品用于加工鉆石 時(shí)，其使用率較高。具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1
一種鉆石加工用聚晶金剛石PCD的加工方法，所述加工方法的詳細(xì)步驟如下
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉60%和鎳Ni40%;其 中60%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5 7金剛石 粉組成；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 3%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中，然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐 內(nèi)保持60分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. OOlPa，溫度為120°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時(shí)間為 IOOs ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。經(jīng)過上述加工方法得到的產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石P⑶的直徑*厚度規(guī)格為 10 * 0.75mm。實(shí)施例2:
一種鉆石加工用聚晶金剛石PCD的加工方法，所述加工方法的詳細(xì)步驟如下
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉58%和鎳Ni42%;其 中58%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5 7金剛石 粉組成；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 28%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中，然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐 內(nèi)保持58分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. 0009Pa，溫度為100°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為595A，加熱時(shí)間為64s，壓力為0. 9萬公斤，保壓時(shí)間為 98s ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。經(jīng)過上述加工方法得到的產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石P⑶的直徑*厚度規(guī)格為10 * 0.75mm。實(shí)施例3:
一種鉆石加工用聚晶金剛石PCD的加工方法，所述加工方法的詳細(xì)步驟如下
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉62%和鎳Ni38%;其 中62%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5 7金剛石 粉組成；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 32%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中，然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐 內(nèi)保持62分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. 0012Pa，溫度為150°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為605A，加熱時(shí)間為66s，壓力為1.2萬公斤，保壓時(shí)間為 102s ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。經(jīng)過上述加工方法得到的產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石P⑶的直徑*厚度規(guī)格為 10 * 0.75mm。實(shí)施例4
一種鉆石加工用聚晶金剛石PCD的加工方法，所述加工方法的詳細(xì)步驟如下
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉61%和鎳Ni39%;其 中61%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5 7金剛石 粉組成；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 31%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中，然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐 內(nèi)保持59分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. OOlPa，溫度為130°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為602A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1. 1萬公斤，保壓時(shí)間為 IOls ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。經(jīng)過上述加工方法得到的產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石P⑶的直徑*厚度規(guī)格為 10 * 0.75mm。實(shí)施例5
一種鉆石加工用聚晶金剛石PCD的加工方法，所述加工方法的詳細(xì)步驟如下
a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉60%和鎳Ni40%;其 中60%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5 7金剛石 粉組成；
b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量 0. 3%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中，然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐 內(nèi)保持60分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0. 0009Pa，溫度為110°C ；
c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合 成，高溫高壓合成過程中控制電流為602A，加熱時(shí)間為66s，壓力為1. 05萬公斤，保壓時(shí)間為 IOls ；
d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。
經(jīng)過上述加工方法得到的產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石P⑶的直徑*厚度規(guī)格為 10 * 0. 75mm。
權(quán)利要求
一種鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步驟a、原料組成以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉58～62%和鎳Ni 38～42%；b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鎳，混合均勻后另外加入占總原料量0.28～0.32%的催化劑，將其原料和催化劑裝入碳合成模中，然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持58～62分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0009～0.0012Pa，溫度為100～150℃；c、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為595～605A，加熱時(shí)間為64～66s，壓力為0.8～1.2萬公斤，保壓時(shí)間為98～102s；d、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，其特征在于金剛石粒 徑20微米用W20表示，金剛石粒徑15微米用W15表示，金剛石粒徑5 7微米用W5 7 表示；步驟a中所述金剛石粉中W20、W15和W5 7所占的重量百分含量分別為40%、35%和 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，其特征在于步驟b中 所述催化劑為硼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，其特征在于步驟c中 所述高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1. 0萬公斤，保壓時(shí)間 為 IOOs0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，其特征在于步驟d中 所述得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石的直徑*厚度規(guī)格為10 * 0.75mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鉆石加工用聚晶金剛石的加工方法，本發(fā)明加工方法是以金剛石粉和金屬鎳為基本原料，另外加入一定量的硼，然后將其原料金剛石粉、鎳和硼混合后加入碳合成模中，將其合成模放入真空爐內(nèi)進(jìn)行真空加熱，將真空加熱后的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后即可得到本發(fā)明產(chǎn)品鉆石加工用聚晶金剛石PCD。利用本發(fā)明技術(shù)方案制備而成的聚晶金剛石PCD，用于加工鉆石時(shí)，其產(chǎn)品比較軟、抗沖擊韌性好，并且具有極高的耐磨性。本發(fā)明產(chǎn)品的磨耗比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油和地質(zhì)鉆頭用的聚晶金剛石TSP系列，相比于天然金剛石具有更高的研磨效率。并且本發(fā)明產(chǎn)品自銳性能好，研磨效率高。
文檔編號(hào)B01J3/06GK101940893SQ20101052208
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉小選, 蘇振嶺 申請(qǐng)人:鄭州三和金剛石有限公司