[发明专利]一种耐磨镀层金刚石复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨镀层金刚石复合材料，包括金刚石微粉、第一耐磨镀层、第二耐磨镀层。第二耐磨镀层的原料包括：氯化铬、硫酸铜、硝酸铈、羧乙基苯基次磷酸钠、柠檬酸钠、水。本发明还提出耐磨镀层金刚石复合材料的制备方法，包括如下步骤：将金刚石微粉经表面处理后，加入氢化铌和氢化钛，在氩气保护下加热保温制得第一耐磨镀层金刚石；将氯化铬、硫酸铜、硝酸铈、羧乙基苯基次磷酸钠、柠檬酸钠加入水中混合均匀，加入三乙醇胺调节PH值后再加入第一耐磨镀层金刚石，加热搅拌、过滤、干燥，制得耐磨镀层金刚石复合材料。本发明提的镀层金刚石复合材料，耐磨性和抗氧化性能好，适合金刚石磨具使用。

技术领域

本发明涉及金刚石镀覆技术领域，尤其涉及一种耐磨镀层金刚石复合材料及其制备方法。

背景技术

金刚石俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石具有坚硬性，适合加工硬脆材料，尤其是非金属材料，如石材、墙地砖、玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料、磁性材料、半导体、宝石等；也可以用于加工有色金属、合金、木材，如铜、铝、硬质合金、淬火钢、铸铁、复合耐磨木板等。金刚石的镀覆是在金刚石表面镀覆一层亲和性的金属(Ti、Cr、W、Mo等)，这些亲和性金属镀层能与金刚石产生化学键的强力键合，金属镀层又能与金属胎体产生钎焊结合，提高结合剂对金属的粘结能力、提高磨料的强度、隔离保护作用、改善热传递、增加金刚石表面美观度。然而目前，金刚石镀层长时间使用容易磨损，耐磨性能差，不能满足人们需求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨镀层金刚石复合材料，耐磨性和抗氧化性能好，适合金刚石磨具使用。

本发明提出一种耐磨镀层金刚石复合材料，包括金刚石微粉、第一耐磨镀层、第二耐磨镀层。

优选地，金刚石微粉为粒径为3-8μm。

优选地，第一耐磨镀层厚度为100-300nm，第二耐磨镀层厚度为30-80nm。

优选地，第一耐磨镀层的原料按重量份包括：氢化铌60-70份，氢化钛30-40份。

优选地，第二耐磨镀层的原料按重量份包括：氯化铬10-16份，硫酸铜8-14份，硝酸铈2-5份，羧乙基苯基次磷酸钠30-40份，柠檬酸钠10-20份，水40-50份。

优选地，氯化铬、硫酸铜、硝酸铈的重量比为12-14：10-12：3-4。

本发明还提出上述耐磨镀层金刚石复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将金刚石微粉经表面处理后，加入氢化铌和氢化钛，在氩气保护下升温至850-950℃，保温3-4h，制得第一耐磨镀层金刚石；

S2、将氯化铬、硫酸铜、硝酸铈、羧乙基苯基次磷酸钠、柠檬酸钠加入水中混合均匀，加入三乙醇胺调节PH值为9.5-10.5，再加入第一耐磨镀层金刚石，加热搅拌后，过滤、干燥，制得耐磨镀层金刚石复合材料。

优选地，S2中加热温度为50-60℃，搅拌时间为1-3h。

本发明以两层耐磨镀层依次镀覆金刚石微粉表面制得金刚石复合材料，其中，第一耐磨镀层以氢化铌和氢化钛为原料，采用高温烧结工艺，将强碳化物元素铌和钛以化学键合的形式镀覆金刚石微球表面，增强金刚石耐磨性能的同时降低界面能、增加膨胀系数，提高抗氧化性能；第二耐磨镀层以氯化铬、硫酸铜、硝酸铈为原料，采用化学镀覆方法将元素铬、铜、铈结合到第一镀层金刚石微球表面，镀层均匀、致密度高、把持力好，可进一步增加金刚石的耐磨性能、抗氧化性及耐腐蚀性；本发明合理控制金刚石微粉粒径、耐磨镀层厚度，配合适宜的加工温度和时间制得镀层金刚石复合材料，耐磨性和抗氧化性能好，适合金刚石磨具使用。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。