[发明专利]一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺

权利要求书

1.一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，将胎体合金粉料和流动温压水基粘结剂加热捏合，然后造粒制得胎体合金喂料；

步骤B，将所述胎体合金喂料进行温压成型，得到胎体合金毛坯；

步骤C，对所述胎体合金毛坯进行浸汲脱脂和干燥处理；

步骤D，将经过步骤C处理后的所述胎体合金毛坯进行快速升温真空热脱脂和氢气还原加压烧结，制得一种基于温压成型的金刚石工具；

所述流动温压水基粘结剂的原料包括粘弹性聚合物；

按照质量百分数计算，所述流动温压水基粘结剂的原料包括：水溶性粘结剂30～50%、刚性高分子聚合物5～30%、粘弹性聚合物30～50%和助剂1～10%；

所述步骤A具体包括：

步骤A1，按照质量百分数计算，将92～95%胎体合金粉料和5～8%流动温压水基粘结剂加入捏合机中，在140℃下进行加热捏合1h，然后降温冷却，制得捏合喂料；

步骤A2，将所述捏合喂料放入破碎机中粉碎造粒，制得胎体合金喂料；

所述水溶性粘结剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的聚合度为1500～2500；

所述刚性高分子聚合物为聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或几种的混合物；

所述粘弹性聚合物为乙烯基醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛和无规聚丙烯中的任意一种或几种的混合物；

所述助剂为石蜡、硬脂酸和邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种或几种的混合物；

所述步骤B中，所述温压成型的温压温度为50～200℃，温压压力为1～3吨/平方厘米，保压时间为15～30s。

2.根据权利要求1所述的一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，按照质量百分数计算，所述胎体合金粉料包括70～85%金属预合金粉末、5～10%WC粉、5～11%Ni粉、2～4%Sn粉和3～5%金刚石颗粒；

按照质量百分数计算，所述金属预合金粉末的组分包括70%Fe和30%Cu，所述金属预合金粉末的粒径＜2μm；

所述WC粉、Ni粉和Sn粉的粒径分别＜5μm。

3.根据权利要求2所述的一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒径为0.2～0.4mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，所述步骤C中，所述浸汲脱脂为将所述胎体合金毛坯放入水、乙醇、脂肪族酮或芳香族碳氢化合物中的任意一种或几种的混合液中，在25℃恒温下浸泡1～2h。

5.根据权利要求1所述的一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，所述步骤C中，所述干燥处理为将经过浸汲脱脂的所述胎体合金毛坯取出并在空气中干燥20～30min后，再在温度为40℃以及真空度为1000Pa的条件下真空干燥20～30min。

6.根据权利要求1所述的一种基于温压成型的金刚石工具制备工艺，其特征在于，所述步骤D具体包括：

步骤D1，将经过步骤C处理的所述胎体合金毛坯置于真空加压烧结炉中，在真空度为1Pa下，以150℃/h的升温速率从室温升至450℃保温0.5h，进行快速升温真空热脱脂；

步骤D2，所述真空加压烧结炉以250℃/h的升温速率从450℃升至550℃保温1h，同时通入氢气，控制炉内压力为0.1035MPa，进行氢气脱氧还原；

步骤D3，所述真空加压烧结炉以250℃/h的升温速率从550℃升至950℃保温1h，同时通入氩气，控制炉内压力为9.6MPa，进行真空加压烧结；

步骤D4，所述真空加压烧结炉在保持炉内压力为9.6MPa的条件下，自然降温至100℃，开炉门出炉，制得一种基于温压成型的金刚石工具。