[发明专利]一种梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法

权利要求书

1.一种梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

1）按重量计，将碳化钨96-97份、钴粉3-4份加入球磨机中，以酒精为介质，硬质合金球为研磨体进行研磨18-22小时后干燥物料，然后加入物料总重量0.3%的橡胶溶液混合均匀并烘干，再将物料填充到球齿模具中压制成型，在氮气或者氩气保护下于1320-1350℃烧结60-100min，最后将其温度降至225-280℃均温0.5-2h，冷却至室温得到钴含量梯度分布的硬质合金基体；

2）将金刚石粉体与立方氮化硼按重量比1:1混合均匀，然后预压成与硬质合金基体上端配合的形状的过渡层，置于硬质合金基体的上方，再于硬质合金基体的上方预压多晶金刚石层，得到待复合的球齿，其中过渡层与多晶金刚石层的厚度为1.5-2mm；

3）将待复合的球齿进行超高压烧结，即在5.2-5.5GPa、1350-1400℃保持15-18min，得到具有梯度结构的金刚石硬质合金复合球齿。

2.根据权利要求1所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：所述的碳化钨为粒径大于30μm的超粗晶碳化钨，其制备方法是将氧化钨在氢气条件下于800-850℃进行还原，得到钨粉，然后进行球磨配碳，控制碳化钨中的化合碳含量大于>6.1wt%、游离碳含量≤0.03wt%，最后将混合的物料在全自动高温四管还原炉中进行高温碳化得到碳化钨，其中碳化温度为1250-1300℃，碳化气氛为真空。

3.根据权利要求1所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：步骤2）中的所述的硬质合金基体在超高压烧结之前进行去油污和去表面氧化膜处理；即采用表面活性剂洗涤去除油污，采用盐酸浸泡并加热后清洗去除氧化膜，每次处理之后用蒸馏水清洗至中性。

4.根据权利要求1所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：所述硬质合金基体的下方为圆柱体，上方为半球体，半球体的直径小于圆柱体的直径，且半球体与圆柱体一体成型。

5.根据权利要求1所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：步骤3）得到的复合球齿在800-900℃进行退火处理10min，再空冷至常温。

6.根据权利要求1-5之一所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：所述过渡层的厚度为2mm，多晶金刚石层的厚度为1.5mm。

7.根据权利要求1-5之一所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述的烧结压力为5.5GPa、温度为1400℃，保持时间为18min。

8.根据权利要求1-5之一所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：所述碳化钨的氧含量小于200ppm。

9.根据权利要求1-5之一所述的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿的制备方法，其特征在于：所述硬质合金基体的表层的钴含量小于整体钴含量。

10.采用权利要求1-9之一所述的方法制备得到的梯度结构金刚石硬质合金复合球齿。