的混酸溶液煮沸l(wèi)Omin，并用去離子水洗滌至中性，然后再用鹽酸與硝酸體積比例為1:1混合溶液煮沸l(wèi)Omin，并再用去離子水洗滌至中性，備用；將納米金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中于780°C溫度下還原處理lh，備用；
2)混料:按比例稱取處理過的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑，放入三維混料機內(nèi)進行預(yù)混，三維混料機轉(zhuǎn)速為:80 r/min，三維混料時間:8小時；然后將三維混好的料，再用行星式球磨機進行濕混，料與硬質(zhì)合金球重量比1: 3 ;從球磨罐端部接口處加入無水乙醇和液體石蠟，液體石蠟與無水乙醇的體積比為1: 1000，無水乙醇和液體石蠟的總體積與料和硬質(zhì)合金球的總體積之比為2: 1 ;行星式球磨機參數(shù):公轉(zhuǎn):40 r/min,自轉(zhuǎn):90 r/min，球磨時間:5小時；
3)復(fù)合體組裝與真空處理:先將下層硬質(zhì)合金基體放入圓柱形鉭杯內(nèi)，倒入混合好的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑并刮平，然后放入上層硬質(zhì)合金基體并扣上鉭杯蓋得復(fù)合體組件；將復(fù)合體組件置于真空燒結(jié)爐中，真空狀態(tài)下按每個復(fù)合體組件1.8升氫氣的比例通入一定量的氫氣，在不大于3X 10_4Pa的真空條件下于800°C保溫2小時；
4)高溫高壓燒結(jié):將真空處理過的復(fù)合體組件置于合成組裝塊內(nèi)，用六面頂壓機在溫度為1350°C、壓力為5GPa的條件下合成40min。
[0036]所制得的夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片在使用狀態(tài)滿足以下性能指標(biāo):磨耗比為24萬，抗沖擊韌性為55焦耳，熱穩(wěn)定性:在750°C焙燒2分鐘以后，其磨耗比為20萬，抗沖擊韌性為50焦耳，其磨耗比、抗沖擊韌性和熱穩(wěn)定性都較實施例3的產(chǎn)品性能有明顯下降。
[0037]試驗例4
本試驗例的夾心式金剛石聚晶復(fù)合片，采用如實施例3的配方，其制備方法，包括如下步驟:
1)凈化與還原處理:將金剛石粉先用40%的氫氧化鈉水溶液煮沸50min，用去離子水洗滌至中性，用硫酸和硝酸體積比為1:1的混酸溶液煮沸40min，并用去離子水洗滌至中性，然后再用鹽酸與硝酸體積比例為1:1混合溶液煮沸40min，并再用去離子水洗滌至中性，備用；將納米金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中于900°C溫度下還原處理4h，備用；
2)混料:按比例稱取處理過的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑，放入三維混料機內(nèi)進行預(yù)混，三維混料機轉(zhuǎn)速為:120 r/min，三維混料時間:20小時；然后將三維混好的料，再用行星式球磨機進行濕混，料與硬質(zhì)合金球重量比1: 6 ;從球磨罐端部接口處加入無水乙醇和液體石蠟，液體石蠟與無水乙醇的體積比為1: 1000，無水乙醇和液體石蠟的總體積與料和硬質(zhì)合金球的總體積之比為1: 2 ;行星式球磨機參數(shù):公轉(zhuǎn):60 r/min,自轉(zhuǎn):120 r/min，球磨時間:10小時；
3)復(fù)合體組裝與真空處理:先將下層硬質(zhì)合金基體放入圓柱形鉭杯內(nèi)，倒入混合好的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑并刮平，然后放入上層硬質(zhì)合金基體并扣上鉭杯蓋得復(fù)合體組件；將復(fù)合體組件置于真空燒結(jié)爐中，真空狀態(tài)下按每個復(fù)合體組件0.8升氫氣的比例通入一定量的氫氣，在不大于3X 10_4Pa的真空條件下于950°C保溫4小時；
4)高溫高壓燒結(jié):將真空處理過的復(fù)合體組件置于合成組裝塊內(nèi)，用六面頂壓機在溫度為1500°C、壓力為8GPa的條件下合成60min。
[0038]所制得的夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片在使用狀態(tài)滿足以下性能指標(biāo):磨耗比為26萬，抗沖擊韌性為55焦耳，熱穩(wěn)定性:在750°C焙燒2分鐘以后，其磨耗比為22萬，抗沖擊韌性為47焦耳，該制備方法，不僅耗時長、效率低，而且制備的復(fù)合片雖然磨耗比、抗沖擊韌性得到提高，但熱穩(wěn)定性非常差，并且抗沖擊韌性也并不理想。
[0039]通過上述試驗例與實施例的產(chǎn)品性能對比分析，可明顯得出，本發(fā)明所請求保護的技術(shù)方案范圍之內(nèi)的配方和工藝方法所生產(chǎn)出的金剛石聚晶復(fù)合片，不僅同時具有良好的導(dǎo)電性和優(yōu)異的耐熱性，而且復(fù)合片的磨耗比、抗沖擊韌性、熱穩(wěn)定性也得到有效改善和提1? O
[0040]本發(fā)明未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種金剛石聚晶復(fù)合片用納米金屬結(jié)合劑，其特征在于:它由下述重量百分含量的原料組成:Co 粉 97 ?99%、Ni 粉 0.78 ?L 8%、TaC 粉 0.2 ?0.7%、B 粉 0.02 ?0.5%。2.如權(quán)利要求1所述的納米金屬結(jié)合劑，其特征在于:所述原料中TaC粉和B粉粒徑為20?30nm，Ni粉和Co粉粒徑為30?40nm。3.—種夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片，其特征在于:依次包括上層硬質(zhì)合金基體、中間層的金剛石聚晶層和下層硬質(zhì)合金基體，三者經(jīng)過高溫高壓燒結(jié)相互復(fù)合而成，所述金剛石聚晶層由下述重量百分含量的原料組成:金剛石粉92?96%和如權(quán)利要求1或2所述的納米金屬結(jié)合劑4?8%， 如權(quán)利要求3所述的夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片，其特征在于:所述金剛石粉的粒徑為2 ?ΙΟμιη。4.如權(quán)利要求3所述的夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片，其特征在于:所述硬質(zhì)合金基體由下述重量百分含量的原料組成:WC粉89.5?91%、NbC粉0.5?1%和Co粉8.5?9.5%。5.如權(quán)利要求4所述的夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片，其特征在于:所述WC粉的粒徑為2?2.5Mm, NbC粉和Co粉的粒徑為1.0?1.2Mm。6.一種上述夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片的制備方法，其特征在于:它包括如下步驟: 1)凈化與還原處理:將金剛石粉先用20?30%的氫氧化鈉水溶液煮沸30?40min，用去離子水洗滌至中性，用硫酸和硝酸體積比為1:1的混酸溶液煮沸20?30min，并用去離子水洗滌至中性，然后再用鹽酸與硝酸體積比例為I: I混合溶液煮沸20?30min，并再用去離子水洗滌至中性，備用；將納米金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中于800?850°C溫度下還原處理1.5?3h，備用； 2)混料:按比例稱取處理過的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑，放入三維混料機內(nèi)進行預(yù)混，三維混料機轉(zhuǎn)速為:100土 10 r/min,三維混料時間:15±5小時；然后將三維混好的料，再用行星式球磨機進行濕混，料與硬質(zhì)合金球重量比1: 4?5;從球磨罐端部接口處加入無水乙醇和液體石蠟，液體石蠟與無水乙醇的體積比為1: 1000，無水乙醇和液體石蠟的總體積與料和硬質(zhì)合金球的總體積之比為1:1?1.5 ;行星式球磨機參數(shù):公轉(zhuǎn):50±5r/min,自轉(zhuǎn):110±5 r/min，球磨時間:10±5小時； 3)復(fù)合體組裝與真空處理:先將下層硬質(zhì)合金基體放入圓柱形鉭杯內(nèi)，倒入混合好的金剛石粉和納米金屬結(jié)合劑并刮平，然后放入上層硬質(zhì)合金基體并扣上鉭杯蓋得復(fù)合體組件；將復(fù)合體組件置于真空燒結(jié)爐中，真空狀態(tài)下按每個復(fù)合體組件I?1.5升氫氣的比例通入一定量的氫氣，在不大于3X 10_4Pa的真空條件下于850?900°C保溫2.5?3.5小時； 4)高溫高壓燒結(jié):將真空處理過的復(fù)合體組件置于合成組裝塊內(nèi)，用六面頂壓機在溫度為1420±50°C、壓力為6?7GPa的條件下合成40?50min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種夾芯式金剛石聚晶復(fù)合片及其制備方法和所使用的結(jié)合劑，結(jié)合劑采用Co粉、Ni粉、TaC粉和B粉按一定比例配比而成，該復(fù)合片包括兩層硬質(zhì)合金基體和其中間的金剛石聚晶層，金剛石聚晶層采用上述結(jié)合劑與金剛石粉進行一定配比，再與基體經(jīng)過高溫高壓燒結(jié)相互復(fù)合形成一種三層材料的超硬復(fù)合材料。硬質(zhì)合金層起保護層作用，大大改善了復(fù)合片金剛石聚晶層鉆進時的受力狀況，避免崩刃。納米金屬結(jié)合劑在高溫高壓下有助于燒結(jié)而提高金剛石之間（D-D鍵）的成鍵密度，具有較好的燒結(jié)促進作用，有利于形成強韌的燒結(jié)體，增加了夾心式金剛石聚晶復(fù)合片的抗沖擊韌性、耐磨性能和耐熱性，突破了金剛石復(fù)合片高耐磨性和高抗沖擊韌性的技術(shù)瓶頸。
【IPC分類】B22F7/04
【公開號】CN104959616
【申請?zhí)枴緾N201510347890
【發(fā)明人】盧燦華, 張濤, 劉俊濤, 竇明
【申請人】中南鉆石有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月23日