專利名稱：自銳性金剛石用觸媒及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合成自銳性磨料級金剛石用的鎳、銅基觸媒合金材料及其制造工藝。
在國外，生產(chǎn)塊狀、晶表粗糙、自銳性強的磨料金剛石是通過合理地選用觸媒材料而實現(xiàn)的，但至今對選用的觸媒材料未進行過公開報導(dǎo)(見P.N.Tomlinson.Z.D.R.Dee(1976)。PP426～432)。在國內(nèi)，磨料級金剛石(JR1型)是采用NiMnCo觸媒合成混合級金剛石后經(jīng)分選而得到的，但由于分選得到的磨料金剛石自銳性和晶形差，致使砂輪壽命低4～5倍。(見《全國超硬材料發(fā)展研討會論文選編》1988.33-1)，且由于鎳價格昂貴，用鎳成分多，致使觸媒材料成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種可合成塊狀、晶體表面粗糙、自銳性強的磨料金剛石用的鎳銅基多元觸媒合金材料及觸媒合金材料的制造工藝。
本發(fā)明的合金組分是(重量百分比)Cu20～24%，Mn18～20%，O＜0.0095%，N＜0.0010，H＜0.0010，其它少量元素金屬，Ni余量。
本發(fā)明的制造工藝步驟是將上述配比(除錳外)的合金材料放入真空感應(yīng)電爐的坩堝中抽真空升溫到1300～1400℃熔化并精煉后，加入按上述配比的錳，幾分鐘后降溫冷凍脫氣，隨后澆鑄成扁錠，修正錠坯后隨爐加熱至850-900℃保溫1-2小時熱開坯至6.5m/m厚帶坯，再經(jīng)850～900℃加熱保溫1～2小時后熱軋至2.5m/m厚片材，經(jīng)850～900℃保溫1小時固溶化處理后水淬和酸洗后冷軋至0.5m/m厚帶材(ε＝80%)，最后按需要沖制成不同規(guī)格的圓片。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，合金組分中加入了一定量的銅、錳等合金元素，鎳含量有所減少，不含鈷，故原料成本費比Ni75Mn25Co5觸媒低18%，合金熱、冷塑料極好，制造工藝比NiMnCo觸媒簡單，不需中間真空退火直接加工成0.4mm厚帶材，成材率高酸洗時可不經(jīng)漂洗，就達到去除氧化鱗皮的效果。熱加工溫度比NiMnCo觸媒低，軋制電流為220A，節(jié)省電能，合成金剛石效果好。不僅遠超過國家標(biāo)準(zhǔn)對磨料級金剛石的技術(shù)要求(見GB6407-86)而且其自銳性好，制造的樹脂結(jié)合劑砂輪磨削比高，是一種生產(chǎn)自銳性磨料金剛石理想的觸媒材料。
實施例取1噸電解鎳19.93Kg、電解銅6.93Kg和其它元素0.2Kg，將其裝入50公斤真空感應(yīng)爐坩堝中抽真空升溫1300℃～1400℃溶化，并精煉后，加入5.94公斤電解錳，幾分鐘后降溫冷凍脫氣，隨后澆濤成長方扁錠。修正錠坯后隨爐加熱到880℃保溫1小時開坯至6.5m/m厚帶坯，再經(jīng)880℃加熱保溫1小時熱軋至2.5m/m厚帶材，經(jīng)800℃保溫45分鐘固溶化處理后水淬和酸洗后冷軋至0.5m/m厚帶材(ε＝80%)，最后沖制成φ18mm圓片。
用上述合金組分及其制造工藝制成的觸媒合金性能指標(biāo)是熔點1188.6℃;結(jié)構(gòu)類型面心立方(f.c.c)，點陣常數(shù)3.59埃，金相組織奧氏體(r)單相，密度8.493克/厘米3，電阻率ρ＝90.32×10-6Ω-Cm(19℃測定值)，潤濕角(座滴法)θ＝73.2度(1300℃)，抗氧化性經(jīng)170℃，8小時烘烤，烘烤前觸媒表面光亮，烘烤后無變化，力學(xué)性能冷加工ε＝80%，σb＝89.5Kg/mm2，δ＝1.4%。
權(quán)利要求
1.一種鎳銅基觸媒合金材料，其特征在于觸媒合金組分(重量百分比)是Cu20～24%，Mn18～20%，0＜0.0095%，N＜0.0010，H＜0.0010，其它少量元素金屬，Ni余量。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸媒合金制造工藝，其特征在于這種觸媒合金制造工藝包括下述步驟(1)扁錠隨爐加熱至850～900℃保溫1-2小時后熱開坯;(2)開坯后的帶坯經(jīng)850～900℃加熱保溫1小時熱軋;(3)熱軋后的帶材經(jīng)850～900℃保溫1小時固溶化處理后水淬。
全文摘要
本發(fā)明涉及合成自銳性磨料級金剛石用觸媒材料及其制造工藝。其特征是觸媒合金組分Cu為20～24％，Mn為18～20％，其它少量為金屬元素，Ni為余量。制造工藝是配料經(jīng)1300～1400℃真空熔煉降溫冷凍脫氣燒鑄成扁錠，在850～900℃下保溫1小時進行熱開坯、熱軋、固溶化處理后，酸洗、冷軋、沖制成所需圓片。本發(fā)明較NiMnCo觸媒合成工藝簡單、熱加工溫度低、合金冷熱塑性好，成材率高，材料成本低18％，合成的金剛石自銳性好。
文檔編號C22C19/03GK1098027SQ9311162
公開日1995年2月1日 申請日期1993年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月24日
發(fā)明者劉錫光, 曾秋娥 申請人:冶金工業(yè)部長沙礦冶研究院