專利名稱：一種金剛石二次包覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金剛石工具制造技術(shù)，具體說是涉及一種金剛石二次包覆方法，
屬機(jī)械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在金剛石工具制造過程中，金剛石是包裹在金屬結(jié)合劑中，經(jīng)燒結(jié)成型制成金剛石工具的，在當(dāng)前技術(shù)條件下，由于金剛石具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，因而不容易與結(jié)合劑之間形成化學(xué)結(jié)合，導(dǎo)致胎體金屬對(duì)金剛石把持力低，金剛石容易脫落，目前的金剛石利用率只有40 50%。優(yōu)良的金屬結(jié)合劑選用價(jià)格昂貴的鈷Co，雖然可以提高金剛石的把持力，但
價(jià)格昂貴的鈷使生產(chǎn)廠家失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 另外，在對(duì)于金剛石表面處理的現(xiàn)有技術(shù)中也有采用鍍鈦、鍍鎳等方法或金剛石造粒等方法來試圖提高金剛石把持力，這些方法均沒有考慮到經(jīng)過處理后的金剛石顆粒與金屬胎體間的結(jié)合，因而金剛石利用率沒有大幅度提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種金剛石二次包覆方法。本發(fā)明所提供的方法以提高金剛石工具中金剛石的利用率，來達(dá)到降低金剛石工具制造成本和提高金剛石工具使用性能的目的。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的金剛石表面兩次包覆方法包括下述步驟首先在金剛石表面涂覆一層能浸潤(rùn)金剛石表面的油溶性粘合劑，并包覆一層碳化物形成元素層，經(jīng)烘干后，再在碳化物形成元素層表面涂覆一層水溶性膠，并包覆一層結(jié)構(gòu)型金屬屬粉，經(jīng)攪拌均勻后烘干即為所需的包裹體。 本發(fā)明中所述油溶性粘合劑為含丁苯橡膠、天然橡膠或502膠量為8% 13%的
高分子膠中的任意一種，其稀釋溶劑為苯、甲苯、丙酮或汽油中的任意一種。 所述碳化物形成元素為Co、W、Ti、Cr或Ag中的任意一種或其合金粉末；粒度要求
為小于30ym，表面氧含量小于0. 1% ;所述碳化物形成元素的組分及其用量均可依照公知
技術(shù)進(jìn)行。 所述水溶性膠的原料為聚丙烯酸、聚乙烯醇或糊精中的任意一種，其固態(tài)含量為1% 5%，稀釋溶劑為蒸餾水。 所述所述結(jié)構(gòu)型金屬粉為Ni、Fe、Cu或Sn中的任意一種或其合金粉末，粒度要求為小于75ym，表面氧含量小于0. 2% ;所述結(jié)構(gòu)型金屬粉的組分及其用量均可依照公知技術(shù)進(jìn)行。 本發(fā)明的有益效果如下 本發(fā)明中一次包覆物所采用的碳化物形成元素包裹層以及油溶性粘合劑——丁苯橡膠類高分子膠，在工具制造的燒結(jié)工序中，高分子類粘合劑會(huì)揮發(fā)逸出，而碳化物形成
3元素則與金剛石表面在高溫下形成碳化物，產(chǎn)生化學(xué)鍵合，大大提高了對(duì)金剛石的把持力；所采用的二次包覆物——所使用的結(jié)構(gòu)性金屬粉在鈷與金屬胎體之間，在燒結(jié)過程中很容易形成金屬間化合物或相溶相，總的效果是進(jìn)一步提高了金剛石把持力，因而經(jīng)這樣處理的金剛石，利用率可提高至80%以上，而且其切削性能均有所提高。本發(fā)明中中所用鈷量?jī)H有傳統(tǒng)用鈷量的1%。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述
本發(fā)明的包覆工藝是在三維混料機(jī)中進(jìn)行。
實(shí)施例1 取4000克拉金剛石，粒度組成為40/45 :60%，45/50 :30%，50/60 :10%，品級(jí)為MBD級(jí)，置于內(nèi)壁涂有聚四氟乙烯的三維混料機(jī)中，加入采用甲苯作為稀釋溶劑的丁苯橡膠含量為10%的油溶性粘合劑20ml，攪拌10分鐘后取出，晾干20分鐘后，再放入三維混料機(jī)中，手工攪拌加入100g純鈷粉，加蓋攪拌10分鐘后取出，在真空烘箱中8(TC烘30分鐘，完成第一次包覆；第二次包覆重復(fù)上述過程，所不同點(diǎn)是，加入的水溶性膠為含聚乙烯醇2%的水溶液40ml，加入的結(jié)構(gòu)型金屬粉為20%銅包鐵合金粉350克，最后在12(TC烘干固化40分鐘，最后得包覆物1210克，增重51.25%。 取上述包覆物121克，加入金剛石工具用金屬結(jié)合劑CSB-11420克，在三維混料機(jī)中混合20分鐘后，制成直徑1600金剛石鋸片刀頭108只，將其焊在直徑1600鋸片基體上，經(jīng)切割試驗(yàn)，其結(jié)果為下刀深度3cm，鋸切速度為3. 5m2/小時(shí)，切割壽命為180m2，優(yōu)于同類產(chǎn)品10%，生產(chǎn)總成本為同類產(chǎn)品的80%。
實(shí)施例2 取3000克拉金剛石，粒度組成為35/40 60% ，40/45 40 % ，品級(jí)為MBD級(jí)，置于三維混料機(jī)中，加入采用甲苯作為稀釋溶劑的天然橡膠含量為10%的油溶性粘合劑20ml，攪拌十分鐘后取出，晾干20分鐘后，再放入三維混料機(jī)中，加入80克鈷鐵合金粉(粒度為20 ii m， Fe70% 、 Co30% )，加蓋攪拌十分鐘后取出，在真空烘箱中8(TC烘30分鐘，完成第一次包覆；第二次包覆重復(fù)上述過程，所不同的是加入的水溶性膠為含聚丙烯酸3%的水溶液40ml，加入的結(jié)構(gòu)型金屬粉為鐵銅合金(粒度為40iim， Fe80%、Cu20% )300克，最后在12(TC真空烘箱中烘干固化40分鐘，得包覆物995克，增重65. 8%。 取上述包覆物8克，加入普通金屬結(jié)合劑48克(銅粉28克，鐵粉12克，錫粉8克)制成直徑114金剛石陶瓷小切片，切割速度為2. 5米/分，壽命為70延長(zhǎng)米，優(yōu)于同類產(chǎn)品(單獨(dú)用銅粉28克、鐵粉12克、錫粉8克時(shí)，速度為1. 8米/分，壽命為54延長(zhǎng)米)。
實(shí)施例3 取5000克拉金剛石，粒度組成為50/60 20%，60/70 60%，70/80 20%，品級(jí)為MBD級(jí)，按實(shí)施例1操作步驟，所不同的是，第一次加入的包覆膠是采用丙酮作為稀釋溶劑的502膠含量為10%的油溶性粘合劑，加入量為25ml，所用的碳化物形成元素為羰基鈷粉(粒度為10 P m)，加入量為60克；第二次包覆用水溶性膠為含糊精量2%的水溶液100ml，結(jié)構(gòu)型金屬元素為羰基鐵粉(粒度為25 ii m) 350克，最終烘干后得包覆物1450克，增重45%。
取上述包覆物60克，加入普通金屬結(jié)合劑205克(鐵粉50克，鈷粉5克，銅粉80 克，錫粉10克，663青銅粉60克)制成直徑350的圓周連續(xù)金剛石切片，切割微晶玻璃板 (厚度10mm)，切割速度為1. 2米/分，切割壽命為95延米長(zhǎng)，切面完整光潔，達(dá)到國(guó)外同類 產(chǎn)品質(zhì)量水平。但總造價(jià)僅為國(guó)外產(chǎn)品的1/3.
權(quán)利要求
一種金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述方法包括下述步驟首先在金剛石表面涂覆一層能浸潤(rùn)金剛石表面的油溶性粘合劑，并包覆一層碳化物形成元素層；經(jīng)烘干后，在再碳化物形成元素層表面涂覆一層水溶性膠，并包覆一層結(jié)構(gòu)型金屬屬粉，經(jīng)攪拌均勻后烘干即為所需的包裹體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述油溶性粘合劑為丁苯橡膠、天然橡膠或502膠類高分子膠中的任意一種，稀釋溶劑為苯、甲苯、丙酮或汽油中的任意一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述碳化物形成元素為Co、W、Ti、Cr或Ag中的任意一種或其合金粉末；粒度要求為小于30 y m，表面氧含量小于0. 1%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述水溶性膠的原料為聚丙烯酸、聚乙烯醇或糊精中的任意一種，其稀釋溶劑為蒸餾水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述所述結(jié)構(gòu)型金屬粉為Ni、Fe、Cu或Sn中的任意一種或其合金粉末，粒度要求為小于75 y m，表面氧含量小于0. 2%。
全文摘要
一種金剛石表面兩次包覆方法，其特征在于所述方法包括下述步驟首先在金剛石表面涂覆一層能浸潤(rùn)金剛石表面的油溶性粘合劑，并包覆一層碳化物形成元素層；經(jīng)烘干后，在再碳化物形成元素層表面涂覆一層水溶性膠，并包覆一層結(jié)構(gòu)型金屬屬粉，經(jīng)攪拌均勻后烘干即為所需的包裹體。經(jīng)本發(fā)明的方法制備出的金剛石利用率可提高到80％以上，能使金剛石制品的成本下降20％，切削速度提高15％，切削壽命提高20％以上。本方法可手工操作也可用簡(jiǎn)單機(jī)械操作，省去昂貴的造粒機(jī)，有很好的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)B22F7/00GK101695802SQ20091006632
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者吳志英 申請(qǐng)人:吳志英;