CN101181749A - 金刚石工具中替代钴、镍材料的雾化合金粉 - Google Patents

金刚石工具中替代钴、镍材料的雾化合金粉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用高压水雾化法制造的合金粉，此合金粉的组成为(重量百分比)：铜0～60％，铁20～50％，镍5～20％，钴0～15％，锡0～15％，钼0～5％，钛0～5％，稀土0～5％，铝0～5％，硅0～5％。按一定配比，将原料经高温熔炼合金化，用高压水雾化，获得的合金粉末经烘干、氢气还原，便获得本发明的雾化合金粉，此粉用在制造金刚石工具的结合剂中，取代原来用的钴粉和镍粉，在获得不亚于原来含钴、镍成分结合剂的优秀性能的同时，大大降低了金刚石工具的制造成本。

Description

金刚石工具中替代钴、镍材料的雾化合金粉
技术领域
本发明涉及粉末合金领域，尤其涉及在金刚石工具的结合剂中取代独立成分钴和镍材料的雾化合金粉。
背景技术
众所周知，钴是金刚石工具结合剂中综合性能很好的一种金属，但钴价格很贵，我国钴资源又非常稀缺，在金刚石工具结合剂中镍也是仅次于钴的贵金属，由于二者价格昂贵，资源稀缺，急需要一种替代产品，该产品能够在保持结合剂原有性能(力学性能和切割性能)的同时，产品原料易得且成本降低。
发明内容
针对目前国内外原有金刚石工具结合剂资源稀缺、价格昂贵的问题，本发明提供一种雾化合金粉作为金刚石工具结合剂，这种合金粉使金刚石工具保持含高钴和镍元素那样优秀的综合性能的同时，成本大大降低。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种在金刚石工具中取代钴、镍元素的雾化合金粉，其化学组成如下(重量百分比)：
铜0～60％   铁20～50％  镍5～20％  钴0～15％
锡0～15％   钼0～5％    钛0～5％   硅铁稀土0～5％
铝0～5％    硅0～5％
所述的合金粉末粒度范围为200～1000目；
这种合金粉末的制备方法，包括如下步骤：
A.按配比配好的金属原料在中频炉中熔化，合金化温度为1200～1500℃；
B.金属液通过中间漏包和喷嘴被高压水雾化成粉体合金材料，高压水压力为20～50MPa；
C.粉体合金材料通过烘干、过筛即为未还原的雾化合金粉；
D.未还原的雾化合金粉装入还原料舟，进入具有一定温度的还原炉内进行氢还原脱氧和退火软化，经上述处理后的合金粉末便得到可应用金刚石工具的本发明雾化合金粉，其重量百分比组成为：铜0～60％，铁20～50％，镍5～20％，钴0～1 5％，锡5～15％，钼0～5％，钛0～5％，硅铁稀土0～5％，铝0～5％，硅0～5％。
所述A步骤中所用的金属原材料选自：电解铜、工业纯铁、电解镍、电解钴、锡锭、钼铁、铜钛合金、硅铁稀土合金、铝和硅等材料的几种或全部；
所述D步骤中对未还原的雾化合金粉要进行氢还原脱氧，这里所指的氢是液氨加热分解所产生的氢气，也可以是压缩氢瓶的氢气。
所述雾化合金粉是用在金刚石工具所用的结合剂中。
在结合剂中用多少喷雾合金粉，这就取决于要达到的性能和压制、成型性要求、成分配比合理性等相关内容。
本发明采用一种用高压水雾化法制造的合金粉用在制造金刚石工具的结合剂中，取代原来用的钴粉和镍粉，在获得不亚于原来含钴、镍成分结合剂的优秀性能的同时，大大降低了金刚石工具的制造成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的：
实施例1
将20kg工业纯铁、1kg钼铁和4kg镍、3.5kg钴加入到中频感应炉，待金属将近熔化时加入15kg电解铜，待合金开始熔化时表面加入造渣剂覆盖液面，再加入7.5kg锡块，待合金化完成后加入0.25kg硅铁稀土，最后，开动高压水泵，向雾化桶内充氮，调节雾化压力为37.5MPa，倾倒合金融液进入中间漏包进行雾化。将收集器收集的合金粉进行脱水，放入真空干燥机进行干燥。然后用250目筛子过筛，便获得-250目的合金粉。最后，将此合金粉装入还原料舟，在650℃还原炉内通入氨分解的氢气还原40分钟，便获得氧含量小于0.2％的雾化合金粉。
实施例2
将14kg工业纯铁、6kg电解镍、5kg电解钴和1kg钼铁加入中频感应炉中熔炼，待原材料将近熔化时加入20kg电解铜，待合金开始熔化时表面加造渣剂覆盖，接着加入4.5kg锡块，合金化完成后加入0.25kg铜钛合金和硅铁稀土。最后，开动高压水泵，雾化桶充氮，调节雾化压力为38Mpa，倒出熔好的合金液进入中间漏包进行雾化。将收集器收集的合金粉进行脱水，放入真空干燥机进行干燥。然后用250目筛子过筛，便获得-250目的合金粉。最后，将此合金粉装入还原料舟，在650℃还原炉内通入氨分解的氢气还原40分钟，便获得氧含量小于0.2％的雾化合金粉。
实施例3
将33kg工业纯铁、3kg电解镍、2.5kg电解钴加入中频感应炉中熔炼，待原材料将近熔化时加入10kg的电解铜，待合金开始熔化时表面加造渣剂覆盖，接着加入2kg锡块，合金化完成后加入0.25kg铜钛合金和硅铁稀土。最后，开动高压水泵，雾化桶充氮，调节雾化压力为40MPa，倒出熔好的合金液进入中间漏包进行雾化。将收集器收集的合金粉进行脱水，放入真空干燥器进行干燥。然后用250目筛子过筛，便获得-250目的合金粉。最后，将此合金粉装入还原舟，在650℃还原炉内通入氨分解的氢气还原40分钟，便获得氧含量小于0.2％的雾化合金粉。
实施例4
将13kg工业纯铁、6kg电解镍、5kg电解钴加入中频感应炉中熔炼，待原材料将近熔化时加入20kg的电解铜，待合金开始熔化时表面加造渣剂覆盖，接着加入4.5kg锡块，合金化完成后加入0.25kg铜钛合金和硅铁稀土以及0.4kg的铝、0.35kg的硅。最后，开动高压水泵，雾化桶充氮，调节雾化压力为40MPa，倒出熔好的合金液进入中间漏包进行雾化。将收集器收集的合金粉进行脱水，放入真空干燥器进行干燥。然后用250目筛子过筛，便获得-250目的合金粉。最后，将此合金粉装入还原舟，在650℃还原炉内通入氨分解的氢气还原40分钟，便获得氧含量小于0.2％的雾化合金粉。

Claims (6)

1.一种在金刚石工具中取代钴、镍材料的雾化合金粉，其组成如下：
铜0～60％，铁20～50％，镍5～20％，钴0～15％，锡5～15％，钼0～5％，钛0～5％，硅铁稀土0～5％，铝0～5％，硅0～5％；上述百分比均为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的合金粉，其特征在于：合金粉末粒度范围为200～1000目；
3.权利要求1或2所述合金粉的制备方法，包括如下步骤：
A.将配好的金属原料在中频炉中熔化，合金化温度为1200～1500℃；
B.金属液通过中间漏包和喷嘴被高压水雾化成粉体合金材料，高压水压力为20～50MPa；
C.粉体合金材料通过烘干、过筛即为未还原的雾化合金粉；
D.未还原的雾化合金粉装入还原料舟，进入温度为400～700℃的还原炉内进行氢还原脱氧和退火软化，得到可应用于金刚石工具的本发明雾化合金粉。
4.根据权利要求3所述雾化合金粉制备工艺，其特征在于：所述A步骤中所用的金属原材料选自于：电解铜、工业纯铁、电解镍、电解钴、锡锭、钼铁、铜钛合金、硅铁稀土合金、铝和硅材料中的几种或全部。
5.根据权利要求3所述的雾化合金粉制备工艺，其特征在于：所述D步骤中氢气为液氨加热分解所产生的氢气或者是压缩氢并的氢气。
6.权利要求1或2所述的雾化合金粉的应用，其特征在于：雾化合金粉用于金刚石工具所用的结合剂中。
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