CN100547101C - 金刚石-WC-Co硬质合金复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种金刚石-WC-Co硬质合金复合材料，其组成是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5～10%，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15%。其制备步骤包括：将经过表面化学镀金属的金刚石粉末进行碳化处理；再同WC-Co粉末混合均匀后压制成生坯；然后在微波常压烧结时，生坯内的金刚石表面的碳将形成碳化物，该碳化物同WC-Co硬质合金复合，形成金刚石-WC-Co硬质合金复合材料。本发明由于金刚石粉末均匀分布在所述金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中，并且在生坯微波常压烧结后，金刚石表面以碳化物形式同WC-Co硬质合金复合，因此本发明提供的复合材料耐冲击、使用寿命长，并且该材料的制备方法工艺简单、容易实施。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，特别是涉及一种金刚石-WC-Co硬质合金复合材料及其制备方法。
背景技术
现有的金刚石-WC-Co复合材料(金刚石-碳化钨-钴)有三种：一种是在WC-Co硬质合金基底上采用高温高压的方法将金刚石粉末压制在WC-Co硬质合金上，即PDC复合片(聚晶金刚石复合片)；该方法制备的材料需要昂贵的高压设备，高温造成高的能耗，同时该材料耐冲击性能较差，在用于油田钻井时容易失效。另一种是将金刚石薄膜采用低压CVD(化学气相沉积)的方法沉积在WC-Co硬质合金基底上；该方法因为Co对金刚石有催石墨化的作用，需要在WC-Co硬质合金基底和金刚石薄膜增加复杂的过渡层，以增强金刚石薄膜和WC-Co硬质合金基底间的附着，同时该材料耐冲击性能也较差。第三种是将金刚石厚膜或大颗粒焊接在WC-Co硬质合金基底上；这种方法虽然简单，但金刚石厚膜或大颗粒与WC-Co硬质合金基底的附着性能差，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种金刚石-WC-Co硬质合金复合材料及其制备方法，以克服现有技术存在的问题。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的金刚石-WC-Co硬质合金复合材料，其组成是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5～8％，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％。该材料由下述方法制成。
本发明提供的上述金刚石-WC-Co硬质合金复合材料，其制备方法包括以下的步骤：
(1)将经过表面化学镀金属的金刚石粉末进行碳化处理，
(2)再同WC-Co粉末混合均匀后压制成生坯，
(3)然后在微波常压烧结时，生坯内的金刚石表面的碳将形成碳化物，该碳化物同WC-Co硬质合金复合，形成金刚石-WC-Co硬质合金复合材料。
本发明由于金刚石粉末均匀分布在所述金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中，并且在生坯微波常压烧结后，金刚石表面以碳化物形式同WC-Co硬质合金复合，因此本发明与现有技术相比具有的主要优点是：提供的复合材料耐冲击，使用寿命长。提供的复合材料的制备方法工艺简单，容易实施。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一.金刚石-WC-Co硬质合金复合材料
实施例1：金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的组成是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5％，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中。按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的10％。
实施例2：金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的组成是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的8％，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中。按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％。
实施例3：金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的组成是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的10％，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％。
二.金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的制备
实施例：将经过表面化学镀金属的金刚石粉末进行碳化处理，即在含碳的还原气氛例如甲烷的气氛下加热10分钟，再按上述比例同WC-Co粉末混合压制成生坯，然后在微波常压下烧结，并且在1200～1300℃时保温8～10分钟，于是生坯内的金刚石表面的碳将形成碳化物，该碳化物同WC-Co硬质合金复合，形成金刚石-WC-Co硬质合金复合材料。
Claims (4)
1.一种金刚石-WC-Co硬质合金复合材料，其特征是：按体积百分比计，经过表面化学镀金属的金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5～8％，并且金刚石粉末均匀分布在所述复合材料中；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％；
所述复合材料由下述方法制成，其步骤包括：
(1)将经过表面化学镀金属的金刚石粉末进行碳化处理，
(2)再同WC-Co粉末混合均匀后压制成生坯，
(3)然后在微波常压烧结时，生坯内的金刚石表面的碳将形成碳化物，该碳化物同WC-Co硬质合金复合，形成金刚石-WC-Co硬质合金复合材料。
2.一种金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的制备方法，其特征是采用包括以下的步骤：
(1)将经过表面化学镀金属的金刚石粉末进行碳化处理，按体积百分比计，经过表面化学镀金属的金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5～8％，
(2)再同WC-Co粉末混合均匀后压制成生坯，按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％，
(3)然后在微波常压烧结时，经过表面化学镀金属和碳化处理的金刚石粉末表面的碳将形成碳化物，该碳化物同WC-Co硬质合金复合，形成金刚石-WC-Co硬质合金复合材料。
3.根据权利要求2所述的金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的制备方法，其特征是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的5％；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的10％。
4.根据权利要求2所述的金刚石-WC-Co硬质合金复合材料的制备方法，其特征是：按体积百分比计，金刚石粉末占整个金刚石-WC-Co硬质合金复合材料中的8％；按质量百分比计，Co的含量占WC-Co粉末中的5～15％。
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