20]碳化物質(zhì)為石墨、玻璃碳、石墨烯、任何類型的富勒烯、類金剛石碳中的一種或幾種。
[0021]本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明比一次燒結(jié)后的單一的超硬材料空隙小、密度大。
[0022]2、高密度聚晶超硬材料具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)惰性。
[0023]3、高密度聚晶超硬材料兼具硬度和韌性，在制作成工具的過(guò)程中不需要使用過(guò)度的壓力和溫度。
[0024]4、高密度聚晶超硬材料制作的刀具或鉆頭等有更高切削速度，更長(zhǎng)的使用壽命。
[0025]5、高密度聚晶超硬材料有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0026]6、高密度聚晶超硬材料可以滿足一些特殊工件加工的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0027]往大量的金剛石顆粒、立方氮化硼顆粒中加入少量的碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物，并加入金屬粘結(jié)劑，在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行燒結(jié)，形成一個(gè)或多個(gè)超薄顆粒粘結(jié)層，顆粒粘合層的平均厚度為1微米一 100微米，將顆粒粘結(jié)層粉碎后與碳類物質(zhì)顆?；蛄降?HBN)再次燒結(jié)，得到高密度聚晶金剛石或高密度聚晶立方氮化硼。
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]高密度聚晶金剛石，其包括，按重量比，80%的金剛石顆粒，10%的碳化物，5%的氮化物，5%的金屬粘結(jié)劑。
[0030]高密度聚晶金剛石，其包括以下步驟:
步驟一:混料。按重量比，在80%的金剛石顆粒中加入10%的碳化物和5%的氮化物，并加入5%金屬粘結(jié)劑，將上述物質(zhì)混合攪拌均勻。
[0031]步驟二:初次燒結(jié)。將步驟一中得到的混合粉末加入到反應(yīng)爐中，在溫度1500°C，壓力為700MPa和氦氣的條件下進(jìn)行初次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為15m，得到超薄的顆粒粘結(jié)層。
[0032]步驟三:粉碎。將步驟二獲得的顆粒粘結(jié)層用已知的技術(shù)手段粉碎。
[0033]步驟四:二次加料。以10比1的比例加入六方氮化硼(HBN)，并攪拌混合均勻。
[0034]步驟五:二次燒結(jié)。將步驟四中的混合粉末送入到反應(yīng)爐，在溫度1900°C，壓力為15GPa和氦氣的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為20m，得到高密度聚晶金剛石。
[0035]實(shí)施例二:
10g平均粒度0.75微米的金剛石粉被放置在一個(gè)反應(yīng)爐，在800攝氏度、10%氫氬氣氛中加熱1小時(shí)，形成的金剛石顆粒粘結(jié)層大約35納米厚，加入0.8g的石墨，然后在8GPa的壓力和2000攝氏度的溫度下燒結(jié)15m，得到高密度聚晶金剛石顆粒，使用高分辨率的掃描電鏡拋光片觀察顯示金剛石顆粒連接層的顆粒約4 - 12納米厚，燒結(jié)緊湊的金剛石比例預(yù)計(jì)將達(dá)到9 2 %。
[0036]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高密度聚晶超硬材料，其特征在于，其包括，按重量比，70%-99%的金剛石顆粒，或者立方氮化硼顆粒，0.5%-25%的碳化物，或者氮化物，或者硼化物，或者碳氮化物，或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的兩種、三種、四種的混合物，0.5%-5%的金屬粘結(jié)劑； 往所述的70%-99%的金剛石顆粒，或者立方氮化硼顆粒中，加入0.5%-25%的碳化物，或者氮化物，或者硼化物，或者碳氮化物，或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的兩種、三種、四種的混合物，并加入0.5%-5%的金屬粘結(jié)劑，在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行燒結(jié)，形成一個(gè)或多個(gè)超薄顆粒粘結(jié)層，將顆粒粘結(jié)層粉碎后與碳類物質(zhì)顆?；蛄降?HBN)再次燒結(jié)，得到高密度聚晶金剛石或高密度聚晶立方氮化硼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度聚晶超硬材料制備方法，其特征在于，高密度聚晶金剛石包括大量的金剛石材料，或氮化硼材料，金剛石或者氮化硼體積在70%-99%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度聚晶超硬材料制備方法，其特征在于，碳類物質(zhì)為石墨、玻璃碳、石墨烯、任何類型的富勒烯、類金剛石碳中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度聚晶超硬材料的制備方法，其包括以下步驟: 步驟一:混料，按重量比，在70%-99%的金剛石顆粒或立方氮化硼顆粒中加入1%_30%的氮化物，或者硼化物，或者碳氮化物，或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的兩種、三種、四種的混合物，并加入0.5%-5%金屬粘結(jié)劑，將上述物質(zhì)混合攪拌均勻； 步驟二:初次燒結(jié)，將步驟一中得到的混合粉末加入到反應(yīng)爐中，在溫度700 -1900°C，壓力為200-800MPa和惰性氣氛的條件下進(jìn)行初次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3_20m，得到超薄的顆粒粘結(jié)層； 步驟三:粉碎，將顆粒粘結(jié)層用已知的技術(shù)手段粉碎； 步驟四:二次加料，加入碳類物質(zhì)顆粒或六方氮化硼(HBN)，并攪拌混合均勻； 步驟五:二次燒結(jié)，將步驟四中的混合粉末送入到反應(yīng)爐，在溫度1700 - 2500°C，壓力為5-18GPa和惰性氣氛的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為5-30m，得到高密度聚晶金剛石或高密度聚晶立方氮化硼。
【專利摘要】本發(fā)明涉及超硬材料合成領(lǐng)域，具體為高密度聚晶超硬材料制備方法。本發(fā)明提供高密度聚晶超硬材料制備方法，往大量的金剛石顆粒、立方氮化硼顆粒中加入少量的碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物，在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行燒結(jié)，形成一個(gè)或多個(gè)超薄顆粒粘結(jié)層，將顆粒粘結(jié)層粉碎后與碳類物質(zhì)顆?；蛄降穑℉BN）再次燒結(jié)，得到高密度聚晶金剛石或高密度聚晶立方氮化硼。高密度聚晶超硬材料具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)惰性，兼具硬度和韌性，在制作成工具的過(guò)程中不需要使用過(guò)度的壓力和溫度，制作的刀具或鉆頭等有更高切削速度，更長(zhǎng)的使用壽命。
【IPC分類】C22C29/16, C22C32/00, C22C1/10, C22C26/00, C22C1/05
【公開(kāi)號(hào)】CN105401034
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510913761
【發(fā)明人】連新蘭, 毛寶占
【申請(qǐng)人】河南廣度超硬材料有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日