[发明专利]一种通过高温压烧制备金刚石刀齿的方法

说明书

本发明公开了一种通过高温压烧制备金刚石刀齿的方法，采用二次温压压制提高密度，不需要加入成型剂、润滑剂，一次冷压制制成密度为50%‑60%的低密度成坯压块，二次温压制成密度为95%‑98%的高密度成坯压块；避免了使用高纯石墨模具烧结，同时，采用还原气氛烧结的方法解决了焊接层容易氧化的问题，从而避免了因添加成形剂导致的工艺复杂性及后续的残碳问题，而且二次温压成型时采取的温度对温压钢模具损耗极小，二次温压温压钢模具具备各种复杂形状花型，成型后高密度成坯压块逐次自动脱出温压钢制模具，然后进入还原气氛烧结中,自由烧结进行加热；本发明具有操作简单、生产效率高、性能优异、尺寸精度高、环保安全、节能降耗等优点。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是一种通过高温压烧制备金刚石刀齿的方法。

背景技术

随着科技的进步和经济的发展，材料的性能要求越来越高，新材料的开发和先进技术的有机结合显得越来越重要。粉末冶金技术具有高效、节能、少切削、无切削的特点，可以生产许多其他方法难以生产特殊性能 材料和零件。在粉末冶金技术中，以常规、室温压制生产各种形状零件的成本，虽然比较低，但提高制品密度的能力受到限制；常规冷压烧结因为二次压制达不到较高的密度，还原气氛烧结，实现冶金结合和元素扩散均匀化时，会出现微量热胀冷缩效应，导致弧度发生变化，后期需要测弧选弧处理比较繁琐，由于弧度不匹配，需做磨弧处理；复压、复烧能制造高密度粉末冶金零件，但零件形状受到限制，成本也高；粉末锻造能生产接近和达到完全致密的粉末冶金零件，但成本太高。

高温压制是一种将提高密度和选择高使用性能的材料相结合的技术。密度的提高有助于提高零件的力学性能及整体使用性能，将高密度和高使用性能的材料相结合，可使零件的使用性能超过相应的锻造件材料，同时直接制成具有最终尺寸形状的零件，从而大大减低零件的生产成本。金属粉末的温压技术适应了粉末制品的高密度、低成本、易精密成形的发展趋势，近年来取得了很大的进步。

现有技术中对制备金刚石节块的还原热压成型方法步骤为“取配方所需的金属单质粉末和/或预合金粉末以及金刚石，经过混合均匀后进行模压；在装入高纯石墨模具中，在用电阻加热方式高温高压形成高密度金刚石结块。常规热压工艺中可以采用高纯石墨模具，费用较高，高纯石墨为国家战略物资，由于石墨高温烧结，加工产品为复杂形式时，高纯石墨使用报废率100%，加工产品为常规形式时，由于石墨高温烧结，石墨受氧化作用使用寿命为5次左右，随着模具使用次数磨损导致尺寸发生变化，大压力下积料产生毛边，即达不到尺寸要求报废，由于石墨烧结，完成必须做磨弧处理，否则影响焊接强度；

现有技术中常规热压工艺中还可以采用温压钢模具，在专利“CN102350501A”中，对制备金刚石节块的还原热压成型方法步骤为“取配方所需的金属单质粉末和/或预合金粉末以及金刚石，经过混合均匀后进行模压；装入耐高温模具中，先在还原气氛下进行烧结，再通过热压成形得到金刚石节块。” 但是所带来的技术问题是：在还原气氛下进行高温高压烧结时会对温压钢模具造成非常大的损耗，尤其是对于一些形状复杂的耐温压钢模具（例如： 1mm的波纹型，雕刻花型等），首先制造加工费用高，其次形状越复杂寿命越短，造成浪费，增加经济成品。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种通过高温压烧制备金刚石刀齿的方法，具有操作简单、生产效率高、性能优异、尺寸精度高、环保安全、节能降耗等优点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种通过高温压烧制备金刚石刀齿的方法，包括如下步骤：

S1：准备原材料：将Fe、Cu、Sn、Ni、Co、Wc、zn和Mn金属单质粉末按比例混合均匀制得混合金属粉末P₁，然后将P₁加入金刚石中并混合均匀制得混合粉末P₂；

S2：冷压成型：通过冷压模具对步骤S1中的混合粉末P₂进行压实操作，压制成密度为50%-65%的低密度成坯压块；