一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410391886.7

申请日:

2014.08.11

公开号:

CN104148652A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22F 7/06申请日:20140811|||公开

IPC分类号:

B22F7/06; B22F1/00; C22C38/16; C22C30/04

主分类号:

B22F7/06

申请人:

泉州众志金刚石工具有限公司

发明人:

袁兵云; 王政; 唐晓

地址:

362000 福建省泉州市洛江双阳镇华侨经济开发区滨水路中段

优先权:

专利代理机构:

泉州市文华专利代理有限公司 35205

代理人:

陈雪莹

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内容摘要

本发明公开了一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料,本发明中,金刚石节块的胎体材料主要由钨铜铁合金粉末、Cu15Sn粉末、Ni粉末和Fe粉末制成,其利用钨铜铁合金的高活性、高热导性和高抗冲击性能,结合作为液相的Cu15Sn,用以提高韧性的Ni,以及作为填充相的Fe,所制得的金刚石节块,以25*8*5节块为例,根据试验测定,其抗弯强度为1200-1600MPa.硬度90-105HRB,用桥切试验机测试,功率消耗为5-7KW,使用寿命可达8-12m2/mm,功率消耗和寿命均优于现有的金刚石节块。

权利要求书

1.  一种新型金刚石节块的制备方法,其特征在于:通过如下步骤实现:
一、准备胎体材料:胎体材料主要由15-55%钨铜铁合金粉末、15-30%Cu15Sn粉末、2-8%Ni粉末和68-7%Fe粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100-400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,Cu15Sn粉末,Ni粉末和Fe粉末,混合均匀,得到胎体材料;
二、准备镀钛金刚石:将粒度为25/30-45/50的金刚石与粒度为100-400目的钛粉混合均匀,真空条件、800-820℃下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0.1-0.2mm,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石混合均匀;
三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石15-30%、胎体材料85-70%的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入6-10ml/kg的石蜡,对此混合料进行充分润湿;
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀,得到节块坯料;
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820-880℃温度、400-500kg/cm2压力下保温1-2min;
七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。

2.
  根据权利要求1所述的一种新型金刚石节块的制备方法,其特征在于:上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W-20Cu-50Fe。

3.
  一种新型胎体材料,其特征在于:主要由如下重量份数的组份混合而成:

上述各种粉末的粒度均为100-400目。

4.
  根据权利要求3所述的一种新型胎体材料,其特征在于:上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W-20Cu-50Fe。

说明书

一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料
技术领域
本发明涉及金刚石工具领域,具体涉及一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料。
背景技术
胎体即金刚石的金属烧结体,胎体的作用是把持金刚石,使其起到切割的作用,而不会过早地脱落掉。胎体一般由多各多种金属元素组成,现有的金刚石节块一般采用Fe-Cu-Ni-Sn合金作为胎体,采用这种胎体的金刚石节块存在着强度低、耐热耐冲击性能差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型金刚石节块的制备方法,用此方法制备的金刚石节块,具有抗弯强度高、硬度高、使用寿命长的特点。
本发明的另一目的是提供上述制备方法中所用到的胎体材料。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现:
一、准备胎体材料:胎体材料主要由15-55%钨铜铁合金粉末、15-30%Cu15Sn粉末、2-8%Ni粉末和68-7%Fe粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100-400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,Cu15Sn粉末,Ni粉末和Fe粉末,混合均匀,得到胎体材料;
二、准备镀钛金刚石:将粒度为25/30-45/50的金刚石与粒度为100-400目的钛粉混合均匀,真空条件、800-820℃下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0.1-0.2mm,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石混合均匀;
三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛 金刚石15-30%、胎体材料85-70%的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入6-10ml/kg的石蜡,对此混合料进行充分润湿;
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀,得到节块坯料;
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820-880℃温度、400-500kg/cm2压力下保温1-2min;
七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。
上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W-20Cu-50Fe。
一种新型胎体材料,主要由如下重量份数的组份混合而成:

上述各种粉末的粒度均为100-400目。
上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W-20Cu-50Fe。
采用上述方案后,本发明中,金刚石节块的胎体材料利用钨铜铁合金的高活性、高热导性和高抗冲击性能,结合作为液相的Cu15Sn,用以提高韧性的Ni,以及作为填充相的Fe,所制得的金刚石节块,以25*8*5节块为例,根据试验测定,其抗弯强度为1200-1600MPa.硬度90-105HRB,用桥切试验机测试,功率消耗为5-7KW,使用寿命可达8-12m2/mm,功率消耗和寿命均优于现有的金刚石节块。
具体实施方式
实施例一:
本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现:
一、准备胎体材料:胎体材料由15%钨铜铁合金粉末、15%Cu15Sn粉末、2%Ni粉末和68%Fe粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100-400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,Cu15Sn粉末,Ni粉末和Fe粉末,用三维混料机混合60-80min,得到胎体材料;
二、准备镀钛金刚石:将粒度为25/30-45/50的金刚石与粒度为100-400目的钛粉用三维混料机混合10-20min,真空条件、800-820℃下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0.1-0.2mm,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合15-30min;
三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石15-30%、胎体材料85-70%的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入6ml/kg的石蜡,对此混合料进行充分润湿;
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min,得到节块坯料;
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820-880℃温度、400-500kg/cm2压力下保温1-2min;
七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。
本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成:

上述各种粉末的粒度均为100-400目。
实施例二:
本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现:
一、准备胎体材料:胎体材料由55%钨铜铁合金粉末、30%Cu15Sn粉末、8%Ni粉末和7%Fe粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100-400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,Cu15Sn粉末,Ni粉末和Fe粉末,用三 维混料机混合60-80min,得到胎体材料;
二、准备镀钛金刚石:将粒度为25/30-45/50的金刚石与粒度为100-400目的钛粉用三维混料机混合10-20min,真空条件、800-820℃下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0.1-0.2mm,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合15-30min;
三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石15-30%、胎体材料85-70%的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入8ml/kg的石蜡,对此混合料进行充分润湿;
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min,得到节块坯料;
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820-880℃温度、400-500kg/cm2压力下保温1-2min;
七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。
本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成:

上述各种粉末的粒度均为100-400目。
实施例三:
本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现:
一、准备胎体材料:胎体材料由35%钨铜铁合金粉末、22%Cu15Sn粉末、5%Ni粉末和38%Fe粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100-400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,Cu15Sn粉末,Ni粉末和Fe粉末,用三维混料机混合60-80min,得到胎体材料;
二、准备镀钛金刚石:将粒度为25/30-45/50的金刚石与粒度为100-400目的钛粉用三维混料机混合10-20min,真空条件、800-820℃下对金刚石进 行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0.1-0.2mm,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合15-30min;
三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石15-30%、胎体材料85-70%的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入10ml/kg的石蜡,对此混合料进行充分润湿;
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min,得到节块坯料;
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820-880℃温度、400-500kg/cm2压力下保温1-2min;
七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。
本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成:

上述各种粉末的粒度均为100-400目。
本发明中,钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W-20Cu-50Fe。其性能及参数可以从湖南赛瑞新材料有限公司的网站http://www.hnsunray.com.cn/products_info.asp?id=145得知。

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1、10申请公布号CN104148652A43申请公布日20141119CN104148652A21申请号201410391886722申请日20140811B22F7/06200601B22F1/00200601C22C38/16200601C22C30/0420060171申请人泉州众志金刚石工具有限公司地址362000福建省泉州市洛江双阳镇华侨经济开发区滨水路中段72发明人袁兵云王政唐晓74专利代理机构泉州市文华专利代理有限公司35205代理人陈雪莹54发明名称一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料57摘要本发明公开了一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料,本发明中,金刚石节。

2、块的胎体材料主要由钨铜铁合金粉末、CU15SN粉末、NI粉末和FE粉末制成,其利用钨铜铁合金的高活性、高热导性和高抗冲击性能,结合作为液相的CU15SN,用以提高韧性的NI,以及作为填充相的FE,所制得的金刚石节块,以2585节块为例,根据试验测定,其抗弯强度为12001600MPA硬度90105HRB,用桥切试验机测试,功率消耗为57KW,使用寿命可达812M2/MM,功率消耗和寿命均优于现有的金刚石节块。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104148652ACN104148652A1/1页21一种。

3、新型金刚石节块的制备方法,其特征在于通过如下步骤实现一、准备胎体材料胎体材料主要由1555钨铜铁合金粉末、1530CU15SN粉末、28NI粉末和687FE粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,CU15SN粉末,NI粉末和FE粉末,混合均匀,得到胎体材料;二、准备镀钛金刚石将粒度为25/3045/50的金刚石与粒度为100400目的钛粉混合均匀,真空条件、800820下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0102MM,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石混合均匀;三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石1530、胎体。

4、材料8570的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入610ML/KG的石蜡,对此混合料进行充分润湿;四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀,得到节块坯料;五、将上述节块坯料在1520T/CM2压力下压制成型,得到压坯;六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820880温度、400500KG/CM2压力下保温12MIN;七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。2根据权利要求1所述的一种新型金刚石节块的制备方法,其特征在于上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W20CU50FE。3一种新型胎体材料,其特征在于主要由如下重量份数的组份混合而成上述各种粉末。

5、的粒度均为100400目。4根据权利要求3所述的一种新型胎体材料,其特征在于上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W20CU50FE。权利要求书CN104148652A1/4页3一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料技术领域0001本发明涉及金刚石工具领域,具体涉及一种新型金刚石节块的制备方法及所用到的胎体材料。背景技术0002胎体即金刚石的金属烧结体,胎体的作用是把持金刚石,使其起到切割的作用,而不会过早地脱落掉。胎体一般由多各多种金属元素组成,现有的金刚石节块一般采用FECUNISN合金作为胎体,采用这种胎体的金刚石节块存在着强度低、耐热耐冲击性能差的问题。发明内容。

6、0003本发明的目的是提供一种新型金刚石节块的制备方法,用此方法制备的金刚石节块,具有抗弯强度高、硬度高、使用寿命长的特点。0004本发明的另一目的是提供上述制备方法中所用到的胎体材料。0005为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案0006一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现0007一、准备胎体材料胎体材料主要由1555钨铜铁合金粉末、1530CU15SN粉末、28NI粉末和687FE粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,CU15SN粉末,NI粉末和FE粉末,混合均匀,得到胎体材料;0008二、准备镀钛金刚石将粒度为25/3045/50的。

7、金刚石与粒度为100400目的钛粉混合均匀,真空条件、800820下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0102MM,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石混合均匀;0009三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石1530、胎体材料8570的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入610ML/KG的石蜡,对此混合料进行充分润湿;0010四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀,得到节块坯料;0011五、将上述节块坯料在1520T/CM2压力下压制成型,得到压坯;0012六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820880温度、40050。

8、0KG/CM2压力下保温12MIN;0013七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。0014上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W20CU50FE。0015一种新型胎体材料,主要由如下重量份数的组份混合而成0016说明书CN104148652A2/4页40017上述各种粉末的粒度均为100400目。0018上述钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W20CU50FE。0019采用上述方案后,本发明中,金刚石节块的胎体材料利用钨铜铁合金的高活性、高热导性和高抗冲击性能,结合作为液相的CU15SN,用以提高韧性的NI,以及作为填充相的FE,所制得的金刚石节块,以2585。

9、节块为例,根据试验测定,其抗弯强度为12001600MPA硬度90105HRB,用桥切试验机测试,功率消耗为57KW,使用寿命可达812M2/MM,功率消耗和寿命均优于现有的金刚石节块。具体实施方式0020实施例一0021本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现0022一、准备胎体材料胎体材料由15钨铜铁合金粉末、15CU15SN粉末、2NI粉末和68FE粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,CU15SN粉末,NI粉末和FE粉末,用三维混料机混合6080MIN,得到胎体材料;0023二、准备镀钛金刚石将粒度为25/3045/50的金刚石与。

10、粒度为100400目的钛粉用三维混料机混合1020MIN,真空条件、800820下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0102MM,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合1530MIN;0024三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石1530、胎体材料8570的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入6ML/KG的石蜡,对此混合料进行充分润湿;0025四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合4560MIN,得到节块坯料;0026五、将上述节块坯料在1520T/CM2压力下压制成型,得到压坯;0027六、将压坯装入石墨。

11、模具,在真空热压烧结机中,820880温度、400500KG/CM2压力下保温12MIN;0028七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。0029本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成0030说明书CN104148652A3/4页50031上述各种粉末的粒度均为100400目。0032实施例二0033本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现0034一、准备胎体材料胎体材料由55钨铜铁合金粉末、30CU15SN粉末、8NI粉末和7FE粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末,CU15SN粉末,NI粉末和FE粉末,用三维混料机混合。

12、6080MIN,得到胎体材料;0035二、准备镀钛金刚石将粒度为25/3045/50的金刚石与粒度为100400目的钛粉用三维混料机混合1020MIN,真空条件、800820下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0102MM,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合1530MIN;0036三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石1530、胎体材料8570的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入8ML/KG的石蜡,对此混合料进行充分润湿;0037四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合4560MIN,得到节块坯料;00。

13、38五、将上述节块坯料在1520T/CM2压力下压制成型,得到压坯;0039六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820880温度、400500KG/CM2压力下保温12MIN;0040七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。0041本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成00420043上述各种粉末的粒度均为100400目。0044实施例三0045本发明一种新型金刚石节块的制备方法,通过如下步骤实现0046一、准备胎体材料胎体材料由35钨铜铁合金粉末、22CU15SN粉末、5NI粉末和38FE粉末组成,上述各种粉末的粒度均为100400目;按上述重量比例称取钨铜铁合金粉末。

14、,CU15SN粉末,NI粉末和FE粉末,用三维混料机混合6080MIN,得到胎体材料;0047二、准备镀钛金刚石将粒度为25/3045/50的金刚石与粒度为100400目的钛说明书CN104148652A4/4页6粉用三维混料机混合1020MIN,真空条件、800820下对金刚石进行镀钛,使得金刚石表面的钛膜厚度为0102MM,得到镀钛金刚石,并将得到的镀钛金刚石用三维混料机混合1530MIN;0048三、将上述混合均匀的镀钛金刚石与上述混合均匀的胎体材料按镀钛金刚石1530、胎体材料8570的重量比例混合在一起,得到混合料,并以此混合料的重量为基数加入10ML/KG的石蜡,对此混合料进行充分。

15、润湿;0049四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合4560MIN,得到节块坯料;0050五、将上述节块坯料在1520T/CM2压力下压制成型,得到压坯;0051六、将压坯装入石墨模具,在真空热压烧结机中,820880温度、400500KG/CM2压力下保温12MIN;0052七、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块。0053本实施例的一种新型胎体材料,由如下重量份数的组份混合而成00540055上述各种粉末的粒度均为100400目。0056本发明中,钨铜铁合金粉末采用湖南赛瑞新材料有限公司生产的30W20CU50FE。其性能及参数可以从湖南赛瑞新材料有限公司的网站HTTP/WWWHNSUNRAYCOMCN/PRODUCTS_INFOASPID145得知。说明书CN104148652A。

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