一種金剛石工具胎體粉FeCu30的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金剛石工具胎體粉FeCu30的制備方法，按下述步驟制備：1、銅鉻中間合金的制備；2銅鉻鋯合金的制備；3、FeCu30的制備。該方法使得銅鉻鋯合金具有良好的穩(wěn)定性和較高的金屬鉻收得率，還可以縮短銅鉻鋯合金的冶煉時(shí)間，用含有鉻、鋯兩種微量元素的粉末生產(chǎn)的金剛石工具具有很好的鋒利度、壽命及自銳性。
【專利說明】
-種金剛石工具胎體粉FeCu30的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本專利發(fā)明設(shè)及真空感應(yīng)烙煉和中頻電爐烙煉技術(shù)，特別是一種金剛石工具胎體 粉化化30的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金剛石具有無與倫比的高硬度，在人類早期的生產(chǎn)活動中就被加工硬質(zhì)材料(如 陶瓷、珠寶）的最佳工具。18世紀(jì)近代工業(yè)的發(fā)展，需要大量的金剛石工具。人們用機(jī)械卡固 馴鑲加針焊等技術(shù)，制造金剛石工具。20世界30年代W來，隨著粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，引起 了金剛石工具制造工藝的技術(shù)性革命，目前用粉末冶金技術(shù)制造的金剛石工具具有鋒利度 好、胎體對金剛石把持力好等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著金剛石工具的發(fā)展，人們要求粉末對金剛 石有更好的把持力，同時(shí)要求金剛石工具具有良好的自銳性，運(yùn)就對金剛石胎體粉末有更 高的要求。2015年10月第5期第35卷《金剛石與磨料磨具工程》公開了霧化法生產(chǎn)Fe化30合 金粉的工藝研究，用水霧化法制造金剛石工具用FeCu30合金粉末，通過對原材料Fe和Cu按 7:3的質(zhì)量比例進(jìn)行稱量，用中頻烙煉烙化，進(jìn)行霧化破碎。該方法霧化要求水壓高，霧化時(shí) 間長，生產(chǎn)效率低，易導(dǎo)致粉末氧含量增加，加重爐壁的燒損，降低爐體使用壽命。再進(jìn)行還 原處理和破碎處理，工藝復(fù)雜，不易控制，制備的化化30合金粉硬度和抗彎強(qiáng)度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明專利所需要解決的技術(shù)問題是提供一種金剛石工具胎體粉FeCu30的制備 方法，該方法使得銅銘錯(cuò)合金具有良好的穩(wěn)定性和較高的金屬銘收得率，還可W縮短銅銘 錯(cuò)合金的冶煉時(shí)間，用含有銘、錯(cuò)兩種微量元素的粉末生產(chǎn)的金剛石工具具有很好的鋒利 度、壽命及自銳性。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種金剛石工具胎體粉 化化30的制備方法，其特征在于按下述步驟制備： (一) 銅銘中間合金的制備 (1)選用粒度為的金屬銘，將銅塊放于石墨相蝸的底部，金屬銘放于加料斗的 各分倉中；（2)將石墨相蝸抽真空并送電加熱，銅塊開始融化時(shí)停止抽真空，并充入0.01- 0.02MPa氣氣；（3)繼續(xù)送電直到銅塊烙化完畢，通過加料斗分批加入金屬銘，控制前后批金 屬銘的加入時(shí)間間隔，待前一批金屬銘烙化完全，再加入后一批金屬銘；（4)金屬銘加入完 畢后，精煉15分鐘，調(diào)整溫度至1200-1250°C，誘注成銅銘中間合金； (二) 銅銘錯(cuò)合金的制備 (1)對銅銘中間合金縱向銀切，將銅塊和銅銘中間合金裝入石墨相蝸，并使銅銘中間合 金處于石墨相蝸的中下部；（2)裝料完畢后合蓋抽真空并送電加熱，銅塊開始烙化時(shí)停止抽 真空，并充入0.01-0. 〇2MPa氣氣；（3)繼續(xù)送電直到銅塊和銅銘中間合金烙化完畢，精煉15 分鐘，通過加料斗加入錯(cuò)，再精煉5分鐘，調(diào)整溫度至1200-1250°C，誘注成型銅銘錯(cuò)合金； (S)FeCu30的制備 將制備化Cu30的原材料工業(yè)純鐵、銅銘錯(cuò)合金、銅塊準(zhǔn)備好，先將工業(yè)純鐵加入到中頻 爐中，待純鐵融化一部分后，再將銅塊加入爐內(nèi)，最后加入銅銘錯(cuò)合金，待原材料全部融化 后，精煉2分鐘，降溫，將爐溫控制在1450-1500°C時(shí)，通過石墨倒流嘴進(jìn)行霧化噴粉，待粉 末冷卻后進(jìn)行收粉、烘干。
[0005] 采用上述技術(shù)方案的有益效果：本發(fā)明通過真空冶煉技術(shù)制備的銅銘錯(cuò)中間合 金，使得銘錯(cuò)兩種元素均勻的分布于銅中，采用銅銘中間合金的銀切方式，可W控制比重偏 析對銅銘錯(cuò)中間合金成分的影響。再通過冶煉方式將銅銘錯(cuò)中間合金加入到FeCu30中，解 決了銘錯(cuò)難合金化存在于合金粉中。銘錯(cuò)兩種元素在高溫狀態(tài)下對金剛石有良好的浸 潤性、降低金剛石的潤濕角，并且與銅形成合金化，可提高胎體對金剛石的包鑲力。采用銅 銘錯(cuò)中間合金生產(chǎn)FeCu30,解決了普通水霧化難W將銘錯(cuò)兩種元素添加到FeCu30中的難 題。銅銘錯(cuò)合金是指W銅為基體，加入銘和錯(cuò)形成的合金。之后再W烙煉的方式加入到金剛 石工具預(yù)合金粉化Cu30中。用此方法制成的合金粉可提高胎體對金剛石把持力、包鑲力，同 時(shí)用含有銘、錯(cuò)兩種微量元素的粉末生產(chǎn)的金剛石工具具有很好的鋒利度及壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 通過下面的實(shí)施步驟可W詳細(xì)解釋本發(fā)明。
[0007] 1、制備銅銘中間合金 在真空烙煉爐中將稱好的54.8kg銅塊裝入石墨相蝸底部，將粒度為10-15mm的3.化g 銘四等分裝入加料斗的四個(gè)分倉。裝料完畢后合蓋抽真空，當(dāng)真空度小于10化時(shí)送電加熱。 銅塊開始烙化時(shí)停止抽真空，并充入0.01-0 . 〇2MPa氣氣。繼續(xù)送電直到銅塊融化完畢，通 過加料斗分批加入金屬銘，控制前后批金屬銘加入的時(shí)間間隔，待前一批金屬銘基本烙化 完全，再加入后一批金屬銘。金屬銘加入完畢后，精煉15分鐘，精煉結(jié)束后調(diào)整銅液溫度至 1200-1250°C之間，然后開始誘注。待銅銘中間合金冷卻至300°CW下即可脫模。由此制備 的銅銘中間合金的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:化:94.0%，化:6.0%。
[000引 2、制備銅銘錯(cuò)合金 對銅銘中間合金進(jìn)行縱向切取6.4 nkg，稱取銅塊48.495kg，錯(cuò)0.088kg。將銅塊裝入石 墨相蝸底部，銅銘中間合金裝入石墨相蝸中下部，錯(cuò)裝入加料斗。裝填完畢后合蓋抽真空， 當(dāng)真空度小于10化時(shí)送電加熱。銅塊開始烙化時(shí)停止抽真空，并充入0.01-0.02M化氣氣。 繼續(xù)送電直到銅塊和銅銘中間合金烙化完畢，精煉15分鐘，通過加料斗加入錯(cuò)，再精煉5分 鐘，精煉結(jié)束后調(diào)整銅液溫度至1200-1250°C之間，然后開始誘注。待銅銘錯(cuò)合金冷卻至 300°CW下即可脫模。
[0009] 表1銅銘錯(cuò)合金的配料成分及化學(xué)分析成分wt%
3、將制成的銅銘錯(cuò)合金加入到化化30中。
[0010] 將制取的銅銘錯(cuò)合金銀切2kg，再準(zhǔn)備31.5kg工業(yè)純鐵，11.化g銅塊。先將工業(yè)純 鐵加入到中頻爐中，待工業(yè)純鐵烙化2/3后，再加入銅塊，最后加入銅銘錯(cuò)合金。待金屬全部 烙化后，精煉5分鐘，精煉結(jié)束后，調(diào)整鋼水溫度至1450-1500°C之間，然后開始霧化。待霧 化完畢后，將收粉桶內(nèi)的合金粉末收集，然后烘干、篩分、還原。
[0011] 合金粉中各種元素配魁成Ake，
通過此方式成功在金剛石工具胎體粉化化30中添加了微量的銘、錯(cuò)兩種元素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金剛石工具胎體粉FeCu30的制備方法，其特征在于按下述步驟制備： 銅鉻中間合金的制備 (1)選用粒度為10-15mm的金屬絡(luò)，將銅塊放于石墨i甘堝的底部，金屬絡(luò)放于加料斗的 各分倉中；（2)將石墨坩堝抽真空并送電加熱，銅塊開始融化時(shí)停止抽真空，并充入0.01 - 0.02MPa氬氣；（3)繼續(xù)送電直到銅塊熔化完畢，通過加料斗分批加入金屬鉻，控制前后批金 屬鉻的加入時(shí)間間隔，待前一批金屬鉻熔化完全，再加入后一批金屬鉻；（4)金屬鉻加入完 畢后，精煉15分鐘，調(diào)整溫度至1200-1250°C，澆注成銅鉻中間合金； (二) 銅鉻鋯合金的制備 (1)對銅鉻中間合金縱向鋸切，將銅塊和銅鉻中間合金裝入石墨坩堝，并使銅鉻中間合 金處于石墨坩堝的中下部；（2)裝料完畢后合蓋抽真空并送電加熱，銅塊開始熔化時(shí)停止抽 真空，并充入0.01-0.02MPa氬氣；（3 )繼續(xù)送電直到銅塊和銅鉻中間合金熔化完畢，精煉15 分鐘，通過加料斗加入鋯，再精煉5分鐘，調(diào)整溫度至1200-1250°C，澆注成型銅鉻鋯合金； (三) FeCu30的制備 將制備FeCu30的原材料工業(yè)純鐵、銅鉻鋯合金、銅塊準(zhǔn)備好，先將工業(yè)純鐵加入到中頻 爐中，待純鐵融化一部分后，再將銅塊加入爐內(nèi)，最后加入銅鉻鋯合金，待原材料全部融化 后，精煉2分鐘，降溫，將爐溫控制在1450-1500°C時(shí)，通過石墨倒流嘴進(jìn)行霧化噴粉，待粉 末冷卻后進(jìn)行收粉、烘干。
【文檔編號】C22C38/18GK106048393SQ201610568435
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】朱新娟, 張新岐, 符立金, 楊建林, 高偉
【申請人】西峽縣泰祥實(shí)業(yè)有限公司