[发明专利]高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉丝模坯制造工艺，具体涉及一种高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯的制造方法。

背景技术

拉丝模是一种用于拉丝的工具，比如拉制金属线材，这样的模具在拉丝时必须有足够的强度来避免破损，同时具有良好的耐磨性。金刚石作为已知的硬度最高材料，被广泛应用于拉丝模行业。由于天然金刚石和单晶金刚石的各向异性，在拉丝过程中，天然金刚石或单晶金刚石在孔的某一位置将发生不均匀磨损；而聚晶金刚石属于多晶体、具有各向同性的特点，从而避免了模孔磨损不均匀和模孔不圆的现象发生。

与硬质合金相比，聚晶金刚石的抗拉强度仅为常用硬质合金的70%，但比硬质合金硬250%，这样，使得聚晶金刚石模具比硬质合金模具有更多的优点。用聚晶金刚石制成的拉丝模耐磨性能好，内孔磨损均匀，抗冲击能力强，拉丝效率高，而且价格比天然金刚石便宜许多。因此目前聚晶金刚石模在拉丝行业中应用广泛。

当聚晶金刚石使用粗颗粒烧结而成并应用于拉丝模时，在某些情况下耐磨性明显提高，但另一方面，相比由细颗粒金刚石烧结而成的聚晶金刚石，粗颗粒聚晶金刚石强度偏低，在拉拔硬度较高的线材时容易开裂，但细颗粒聚晶金刚石耐磨性偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯的制造方法，使模坯既有较高的耐磨性又有较高的强度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯的制造方法，该方法包括如下步骤：

第一步，选取50~100微米的金刚石微粉，将金刚石表面涂覆一层金属，金属层的厚度为5~10微米；

第二步，将涂覆后的大颗粒金刚石与小颗粒金刚石按质量比为1:3~4混合，小颗粒金刚石的晶粒尺寸为5~15微米；

第三步，将混合后的大颗粒金刚石和小颗粒金刚石放入行星式球磨机中进行混合，使小颗粒金刚石镶嵌入涂覆的金属层中；

第四步，将质量百分数为80~90%混合后的金刚石颗粒和10-20%的粘结剂混合均匀；

第五步，将所述的混合物放入耐高温容器内密封；

第六步，将高温高压容器置于压力为6GPa~8.5GPa和温度1300℃~1600℃的条件下烧结3~30分钟，得到高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模胚。

进一步，所述的金属层为W、Co或Ni。

进一步，所述的球磨机转速为500-1000转/分钟，球磨时间为4~6小时。

进一步，所述的粘结剂为Ni、Co、Fe或者它们的合金。

进一步，所述的高温容器材质为锆金属、钽金属、钼金属或铌金属。

附图说明

图1为经混合后小颗粒金刚石包覆大颗粒金刚石周围的结构示意图；

图2为经过高温高压烧结后金刚石颗粒间键结合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

选取50微米的大颗粒金刚石微粉，在金刚石微粉表面涂覆一层5微米的钨金属层；将涂覆后的大颗粒金刚石和晶粒尺寸为5微米的小颗粒金刚石进行混合，混合时按照大颗粒金刚石与小颗粒金刚石的质量比为1:3在行星式球磨机内进行充分混合，调节行星式球磨机的转速为800转/分钟，球磨时间为4小时。

在混合过程中，小颗粒金刚石颗粒会嵌入到大颗粒聚晶金刚石的金属层中，待充分混合后，小颗粒金刚石会均匀的镶嵌在大颗粒金刚石的周围。

将质量分数为80%的混合后的金刚石颗粒和16%的粘结剂混合均匀，其中的粘结剂采用Co。在金刚石颗粒和粘结剂充分混合后，将混合粉末放入锆金属材质的耐高温容器中密封。

将密封容器放入压力为6GPa、温度为1300℃的条件下进行烧结，烧结时间为6分钟，待烧结结束后，可得到高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯。

实施例2：

选取100微米的大颗粒金刚石微粉，在金刚石微粉表面涂覆一层10微米的钨金属层；将涂覆后的大颗粒金刚石和晶粒尺寸为15微米的小颗粒金刚石进行混合，混合时按照大颗粒金刚石与小颗粒金刚石的质量比为1:4在行星式球磨机内进行充分混合，调节行星式球磨机的转速为800转/分钟，球磨时间为6小时。

在混合过程中，小颗粒金刚石颗粒会嵌入到大颗粒聚晶金刚石的金属层中，待充分混合后，小颗粒金刚石会均匀的镶嵌在大颗粒金刚石的周围。