[发明专利]一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具

说明书

本发明涉及金刚石切割工具领域，特别是一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具，所述金刚石工具中金刚石包裹造粒从内至外包括：金刚石颗粒、合金碳化过渡层和金属粉末层，金刚石颗粒分布更加均匀，被包裹得更牢固不容易裸露或脱落，避免对模腔的磨损，模具使用寿命更长；由于易碳化的胶体合金粉末预先分布在金刚石颗粒表面，容易与金刚石颗粒表面发生碳化反应形成合金碳化过渡层，提高了金属粉末层对金刚石颗粒的把持力，充分发挥每粒金刚石颗粒在切割石材时的切割作用，金刚石工具切割石材的使用寿命提高10‑20％，切割速度提高15‑25％，金刚石颗粒的分布均匀性得到极大的改善，切割大块石材时走刀不会出现偏刀现象。

技术领域

本发明涉及金刚石切割工具领域，特别是一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具。

背景技术

在金刚石工具制造过程中，金刚石是包裹在金属结合剂中，经烧结成型制成金刚石工具的，在当前技术条件下，由于金刚石具有极高的化学稳定性，因而不容易与结合剂之间形成化学结合，导致胎体金属对金刚石把持力低，金刚石容易脱落，目前的金刚石利用率只有40-50％。优良的金属结合剂选用价格昂贵的钴，虽然可以提高金刚石的把持力，但价格昂贵的钴使生产厂家失去了市场竞争力。

传统金刚石工具胎体金属粉末与金刚石颗粒混合是将胎体金属粉末与金刚石颗粒直接造粒剂后装入混料桶混合造粒，这样没有将金刚石颗粒包裹直接与胎体金属粉末混合造粒，存在冷压成型后金刚石颗粒在胎体合金毛坯中的分布不均匀，会产生局域金刚石颗粒团聚和局域金刚石颗粒分散稀少的现象。金刚石颗粒在金刚石工具胎体中的不均匀分散现象会对金刚石工具实际切割时的使用效率和使用寿命产生很大的影响，不能充分发挥每粒金刚石颗粒对石材的切削作用，使切削速度变慢，工具的使用寿命变短，而且容易出现偏刀现象。另外，现有技术中虽然出现了对金刚石颗粒进行包裹的制备工艺，但是由于制备得到的金刚石颗粒周围胎体金属粉末包裹强度不高，金刚石颗粒容易暴露出来与冷压和热压模具的模腔接触，造成对冷压模具和热压石墨模具的模腔严重磨磨损，减少了冷压和热压模具的使用寿命。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具，其金刚石包裹造粒料与胎体金属粉末混合更加均匀，金刚石包裹造粒料的包裹层结构更加稳定，金刚石颗粒不会暴露，使得压制模具和金刚石工具的使用寿命更长，金刚石工具切削效果更好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法，其包括如下内容：

步骤a，制备胎体金属粉末；

步骤b，制备胶衣合金粉末，从步骤a中制备的胎体金属粉末中取出5％质量的金属胎体粉末作为提取胎体粉末，然后向提取胎体粉末中加入至少两种微量超细粉末，超细粉末的加入质量为提取胎体粉末质量的20％，再将混合料放入混料桶中搅拌混合1小时，得到胶衣合金粉末；

步骤c，制备金刚石包裹料，取定量金刚石颗粒，放入旋转滚筒中，再利用喷雾器向旋转筒内喷入稀溶液粘接剂，待金刚石颗粒与稀溶液粘接剂充分混合，停止喷入稀溶液粘接剂，向旋转桶内均匀撒入所述胶衣合金粉末；待金刚石颗粒表面完全粘结胶衣合金粉末得到初级包裹料，向旋转筒内喷入稀溶液粘接剂直至初级包裹料表面均匀粘结有所述稀溶液粘接剂，加入适量胎体金属粉末，旋转筒继续转动直至初级包裹料表面完全包裹所述胎体金属粉末形成球形包裹料，将剩余胎体金属粉末回收，再将包裹料取出放入搪瓷盘中，放入60℃烘箱中，直至包裹料完全干燥，得到金刚石包裹料；

步骤d，制备金刚石包裹造粒料，金刚石包裹料单层平铺在石墨匣钵中的石墨承烧板上，然后装入真空烧结炉，真空度控制在1-5Pa之间，室温—250℃，升温速率为5℃/分，250℃保温0.5小时，250℃-450℃，升温速率为5℃/分，450℃保温0.5小时，保持真空自然降温到室温后，取出，得到金刚石包裹造粒料；