[实用新型]一种铜基胎体用金刚石镀复合结构

说明书

技术领域

本实用新型属于工具材料技术领域，更具体涉及一种铜基胎体用金刚石镀复合结构，适用于胎体材料为铜基的金刚石工具的制造。

背景技术

金刚石的脱落问题，一直是金刚石工具制造中的一个棘手的问题。作为切削刃的金刚石，其主要是靠与晶形吻合的胎体坑洞的机械力包裹的。胎体材料对金刚石把持力的强弱，是金刚石能否充分使用的关键。金刚石胎体材料一般有钴基、镍基、铜基、铁基、钨基等，其中最常用的是钴基、铜基和铁基三种。钴基是最早被用于孕镶金刚石的，但是因为其生产成本过高，且我国钴资源稀缺，故铜基和铁基是最常见和常用的两种基体。为了减少金刚石的脱落数量，除了选择与之匹配的胎体材料之外，改善金刚石与胎体的结合状态是解决上述难题的重要途径之一。多年来，有很多研究学者对此进行了大量的研究，如在金刚石表面通过各种方式镀覆钛、镍、锆、镍-磷、钨-钴等，在一定程度上提高了胎体对金刚石的把持力，部分解决的上述问题，但脱落现象依然十分严重。

金刚石的脱落，其归根结底是由于金刚石工具在切削过程中，金刚石高的界面能，其它物相难以有效润湿。因此金刚石和结合剂之间的把持力很弱，使得金刚石颗粒在应用中发生断裂或早期脱落，最终导致锯片的成本大幅度的增加。而镀钛、钨之所以能提高其把持力就是因为在金刚石表面与金刚石形成了强碳化物，形成的是化学键从而提高了把持力。但是，镀钛、钨之后的金刚石还是需要和钴基、铜基、铁基胎体材料结合后短时间内热压烧结，因烧结时间短，温度只有800-900℃，短时间内无法扩散完全，因而还是会产生相界面，形成不了化学键，还是无法避免金刚石的脱落现象。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于改善了现有金刚石与金属胎体的结合困难的缺点以及镀钛、钨等之后存在的相界面的问题，是在于提供了一种铜基胎体用金刚石镀复合结构，结构简单，使用方便，真正改善了铜基金刚石工具的使用寿命。

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种铜基胎体用金刚石镀复合结构，它由金刚石1、钨层2、钴层3、镍磷层4，铜层5组成。其特征在于：在金刚石1表面上镀有一层钨层2，在钨层2上另一面镀有一层钴层3，在钴层3上另一面镀有镍磷层4，镍磷层4上另一面镀有铜层5。通过钨层、钴层、镍磷层和铜层的过渡之后，一方面相邻镀层之间金属可以一定程度的相互固溶，镀层之间不会形成明显的相界面，保证了镀层的结合强度；另一方面，钨层的保护可以防止金刚石的石墨化之外，最外层的铜层因为与铜基胎体材料的主相是一致的，不存在短时间扩散问题，避免产生相界面；因此，金刚石表面如此金属化后，可以提高胎体金属材料对金刚石的把持力，提高金刚石的利用率，延长工具的使用寿命。

本实用新型的主要优点在于：

金刚石表面经过真空蒸发镀钨后，靠近金刚石表面的钛与金刚石会形成一层碳化钨，属于化学键结合，对金刚石的把持力会提高。而钨层表面再使用化学镀或者电镀一层钴，钴和钨可以一定比例固溶，因而钴和钨之间不会存在相界面；而在钴之后电镀或电化学镀镍-磷层，钴与镍可以无限固溶，所以钴与镍磷合金之间也不会存在明显的相界面，其会以化学键相结合，而后经过热处理提高镍磷的硬度和耐磨性，最后再使用电镀或者化学镀后再在镍磷层表面镀覆一层铜。铜和镍可以无限固溶，所以同样两相之间其相界面能会相对弱的多，会形成化学键，其强度会提高。而外层的铜层和铜基胎体之间因为主要元素相同不会存在相界面，从而提高了铜基胎体对具有钨-钴-（镍磷）-铜结构的金刚石的把持力，提高了金刚石工具的使用寿命。

附图说明

图1为一种铜基胎体用金刚石镀复合结构的局部剖面结构示意图。

其中：1-金刚石；2-钨层；3-钴层；4-镍磷层；5-铜层。

具体实施方式

实施例1：

根据图1可知，一种铜基胎体用金刚石镀复合结构，它由金刚石1、钨层2、钴层3、镍磷层4，铜层5组成。其特征在于：在金刚石1表面上镀有一层钨层2，在钨层2上另一面镀有一层钴层3，在钴层3上另一面镀有镍磷层4，镍磷层4上另一面镀有铜层5。

所述的金刚石1为颗粒状。

步骤1：金刚石1首先通过真空蒸发等镀钨层2，其主要工艺流程如下：

金刚石原材料与镀钨原材料按一定配比称量混合后装入镀覆罐内，然后将镀覆罐放入到真空室内，抽真空到并加热到700-800℃保温1-2h再冷却至常温后取出物料筛分即可得到镀钨金刚石。