[发明专利]稀土预合金粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金刚石切削工具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种稀土预合金粉末及其制备方法。 

背景技术

金刚石是已知材料中硬度最高的材料，因而金刚石切削工具成为加工各种坚硬材料不可或缺的材料。金刚石切削工具是将金属粉末和人造金刚石颗粒相混合，经压制和烧结而成。经过40多年的发展，中国超硬材料行业取得巨大进步，获得快速发展，应用领域不断扩大，已广泛应用于石材，建筑、石油、电子、机械制造等诸多行业。超硬材料未来发展前景越来越广阔。但是我国超硬材料技术发展还不能满足行业发展的需要，尤其是对配方体系研究还远远落后于韩国、意大利等发达国家。目前我们配方体系主要还是以较粗的单质元素粉为成分主体，由于不同单质元素粉末粒径及其分布、形貌相及晶体结构纯度、含氧量和比表面积等因素都直接显著影响最终胎体材料的物理化学性能。同时单质元素粉末在合成金属胎体时需要足够高的温度和足够长的时间，才能完成多组元素粉末合金化，这会对金刚石产生很大热损伤，大大降低了金刚石强度，严重影响产品质量。因此采用单质元素粉末作为成分主体的产品经常出现质量水平低，质量稳定差，对金刚石把持力差，使用寿命短，锋利差等状况。金属预合金粉末在金刚石工具发达国家已广泛应用，而我国是近几年来才逐步规模化推广应用。金属预合金粉末的应用，是今后国内外超硬材料工具行业获得创新发展的必由之路，而我国在此方面的发展相对落后，除基础类的Fe-Cu合金外，迫切需要三组元及其以上的多元化专业预合金粉末，而多组元的均匀组合是其它制备方法如化学法、电解法等方式很难完成的，而水雾化方式则可实现任意组元的合金化组配，成分调整灵活多变，生产便捷廉价，粉末综合性价比高，是目前国内的主流发展方向。 

发明内容

为了解决现有技术中单质元素粉末配制胎体产生的质量稳定性差，合金化程度低，对金刚石把持力差，烧结温度高等技术问题，本发明的目的是提供了一种稀土预合金粉末及其制备方法。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案： 

一种稀土预合金粉末，其特征在于所述稀土预合金粉末通过水雾化处理得到，并且所述预合金粉末含有以下组份：36-45wt％的Cu、5-8wt％的Sn、5-8wt％的Ni、0.5-1.5wt％的Ce、8-12wt％的Co和26-43wt％的Fe。 

其中，所述预合金粉末由以下组份组成：36-45wt％的Cu、5-8wt％的Sn、5-8wt％的Ni、0.5-1.5wt％的Ce、8-12wt％的Co和26-43wt％的Fe。 

其中，所述预合金粉末中还含有3-5wt％的Si或B。 

其中，所述预合金粉末由以下组份组成：38-42wt％的Cu、5-8wt％的Sn、5-8wt％的Ni、0.5-1.5wt％的Ce、3-5wt％的Si或B、8-12wt％的Co和26-40wt％的Fe。 

其中，所述水雾化处理工艺中，使用的雾化水压力≥40MPa；并且所述预合金粉末还经过还原处理，还原处理后预合金粉末中氧含量＜2500ppm。 

其中，所述预合金粉末的最大直径≤44μm。 

本发明的第二方面，还涉及一种稀土预合金粉末的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 

(1)按照比例称取金属粉末原料，所述的金属粉末原料包括36-45wt％的Cu、5-8wt％的Sn、5-8wt％的Ni、0.5-1.5wt％的Ce、8-12wt％的Co和26-43wt％的Fe； 

(2)将称量好的金属粉末原料混合并加热熔化形成合金液，利用压力≥40MPa的水流对所述合金液进行喷射雾化，形成合金粉末； 

(3)对所述合金粉末进行干燥和还原退火处理得到所述的稀土预合金粉末，其中还原退火气氛采用氢气退火，退火温度为720-750℃，退火时间为20-30分钟，还原退火后所述稀土预合金粉末中氧含量＜2500ppm。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

(1)对金刚石工具金属结合剂中单质金属材料首先采用水雾化预合金工艺，改变以往配方由单质粉料混合烧结后胎体均匀性差，成分易偏折，合金化程度低，烧结温度高，质量稳定性差的等诸多缺点，提高金属结合剂的物理化学性能，增强产品质量的稳定性。