一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝，通過控制加熱功率和壓強(qiáng)的變化來生成粗顆粒的多晶金剛石，本發(fā)明的有益效果為：合成出來的多晶金剛石形狀不規(guī)則、表面粗糙、顆粒大，雜質(zhì)少，呈深綠色，具有極好的自銳能力且熱穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人造金剛石生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石是硬度很高的超硬材料，主要用于制作各種金剛石工具，如磨削工具、拉絲模、切削刀具以及鉆進(jìn)工具等。世界上生產(chǎn)的金剛石主要以單晶為產(chǎn)品，獲得了廣泛的應(yīng)用。人造和天然金剛石以單晶居多，晶體本身就是一個(gè)完整的大晶粒。單晶是具有完整晶體外形的單個(gè)顆粒，顆粒內(nèi)部的晶格是周期排列，具有各向異性；多晶是一個(gè)顆粒里面有多個(gè)晶粒，每個(gè)晶粒的晶格都是周期性排列的，具有各向同性。多晶是眾多取向晶粒的單晶的集合，晶體是由許許多多的小晶粒組成。
[0003]單晶金剛石的應(yīng)用有一定的缺點(diǎn):由于有解理面，在磨削過程中一段時(shí)間后刃面磨損后容易鈍化；單晶容易整體從基體中拔出失去磨削效果，不能充分發(fā)揮金剛石的效用，導(dǎo)致加工成本升高。為了克服單晶金剛石的不足，人們開始主要通過電鍍的方法在金剛石表面鍍鎳、鍍銅或鍍鈦等。如中國專利CN85100286B，及公開專利申請(qǐng)CN102286742.A，公開了金剛石表面金屬化的方法。金剛石表面經(jīng)過金屬化以后，能解決金剛石不能與一般低熔點(diǎn)合金粘結(jié)和浸潤(rùn)的困難，這對(duì)制備金屬基體的金剛石工具是有利的。中國專利200410096957.7還公開了一種金剛石表面涂覆玻璃涂覆金剛石鍍鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)及其方法，經(jīng)過復(fù)合涂覆和金屬鍍處理的金剛石，體積增大，使得金剛石與基體的結(jié)合強(qiáng)度和把持力提高。但是這些方法制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)過表面金屬化的金剛石表面讓然缺少活性基團(tuán)，與陶瓷和樹脂基體仍不能形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，對(duì)提高金剛石工具的壽命和效果是有限的。
[0004]合成多晶金剛石是一項(xiàng)新技術(shù)，多晶金剛石磨粒由多個(gè)亞穩(wěn)態(tài)金剛石微晶聚結(jié)而成團(tuán)粒狀顆粒，形狀不如金剛石單晶規(guī)則，呈各種凸凹粗糙表面，磨削時(shí)在應(yīng)力作用下，外部微晶粒逐層脫落的同時(shí)，露出新的鋒利切削刃，而且磨削力小，被加工工件表面粗糙度低，多晶金剛石磨?？梢园l(fā)揮充分效用，能解決單晶金剛石整體從基體中拔出、過早脫落的問題。中國專利CN101884933B，及公開專利申請(qǐng)CN102698758.A，公開了自銳性多晶金剛石合成用的觸媒及其制備方法。中國公開專利申請(qǐng)CN102941038.A公開了一種高自銳性金剛石的合成工藝。
[0005]可是，目前多晶金剛石產(chǎn)品產(chǎn)量低、品質(zhì)低、顆粒小、強(qiáng)度過低、抗沖擊韌性低，熱穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是要提供一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝，包括以下步驟: 1)、將合成塊裝入壓機(jī)；
2)、0?60s內(nèi)升壓至8MPa；
3)、在60s?120s內(nèi)升壓從8MPa到40MPa,同時(shí)提高加熱功率從O到8kw；
4)、在120s?180s內(nèi)緩慢升壓從40MPa到65MPa，之后保壓60s，加熱功率繼續(xù)保持在8kw，持續(xù) 240s ；
5)、在240s?480s內(nèi)緩慢升壓從65MPa到70MPa，之后保壓120s;加熱功率在360s?600s內(nèi)緩慢降低從8kw到7.6kw ；
6)、在600s?660s內(nèi)降壓從70MPa到60MPa,同時(shí)加熱功率從7.6kw突降到1.5kw ；
7)、在660s?720s內(nèi)降壓和降低加熱功率到O，之后冷卻400s；
8)、取出合成塊。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:合成出來的多晶金剛石形狀不規(guī)則、表面粗糙、顆粒大，雜質(zhì)少，呈深綠色，具有極好的自銳能力且熱穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的工藝曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示的粗顆粒多晶金剛石合成工藝，包括以下步驟:
1)、將合成塊裝入壓機(jī)；
2)、0?60s內(nèi)升壓至8MPa；
3)、在60s?120s內(nèi)升壓從8MPa到40MPa,同時(shí)提高加熱功率從O到8kw；
4)、在120s?180s內(nèi)緩慢升壓從40MPa到65MPa，之后保壓60s，加熱功率繼續(xù)保持在8kw，持續(xù) 240s ；
5)、在240s?480s內(nèi)緩慢升壓從65MPa到70MPa，之后保壓120s;加熱功率在360s?600s內(nèi)緩慢降低從8kw到7.6kw ；
6)、在600s?660s內(nèi)降壓從70MPa到60MPa,同時(shí)加熱功率從7.6kw突降到1.5kw ；
7)、在660s?720s內(nèi)降壓和降低加熱功率到O，之后冷卻400s；
8)、取出合成塊。
[0011 ] 凡在不脫離本發(fā)明核心的情況下做出的簡(jiǎn)單的變形或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種粗顆粒多晶金剛石合成工藝，其特征在于:包括以下步驟: 1)、將合成塊裝入壓機(jī)； 2)、0?60s內(nèi)升壓至8MPa； 3)、在60s?120s內(nèi)升壓從8MPa到40MPa,同時(shí)提高加熱功率從O到8kw； 4)、在120s?180s內(nèi)緩慢升壓從40MPa到65MPa，之后保壓60s，加熱功率繼續(xù)保持在8kw，持續(xù) 240s ； 5)、在240s?480s內(nèi)緩慢升壓從65MPa到70MPa，之后保壓120s;加熱功率在360s?600s內(nèi)緩慢降低從8kw到7.6kw ；6)、在600s?660s內(nèi)降壓從70MPa到60MPa,同時(shí)加熱功率從7.6kw突降到1.5kw ； 7)、在660s?720s內(nèi)降壓和降低加熱功率到O，之后冷卻400s； 8)、取出合成塊。
【文檔編號(hào)】B01J3/06GK103949187SQ201410201858
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】李建林, 李淑云, 王明, 趙春紅, 李立, 司蕊 申請(qǐng)人:河南飛孟金剛石工業(yè)有限公司