CN104128613A - 一种预合金粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种预合金粉的制备方法，包括将胎体元素的盐类粉末混合球磨，再经还原和破碎得到超细预合金粉。因此，本发明的方法工艺简单，粉末颗粒细小，成本低。这样得到的超细预合金粉能够降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，从而达到提高力学性能及切削性能和使用寿命。
Description
发明领域
本发明涉及一种预合金粉的制备方法，应用于金刚石工具的制造。
发明背景
众所周知，金刚石工具的性能在很大程度上取决于胎体的性质，因此，有关胎体粉末的研究受到行业内广泛的关注。采用预合金粉末作为金刚石工具胎体，具有以下优点：
(1)能根据工作对象的性能选用不同成分的胎体，提高工具的使用的针对性；
(2)采用预合金粉末制造的金刚石工具，提高了胎体的致密性和均匀性，从而改善胎体的磨损状态；
(3)采用预合金粉末制造的金刚石工具，可以提高胎体对其包镶的能力，并且抗冲击性能较好；
(4)预合金粉末不易氧化，保存方便，并能简化工具的制造工艺，取得较好的经济效益。
因此，有关胎体粉末的研究受到行业内广泛的关注。预合金粉末由于其烧结温度低，把持性好，锋利度高、成本低而备受青睐，应用也日益扩大，成为金刚石工具领域的发展趋势。
目前，世界上大多数金刚石锯片、取芯钻头和其它金刚石工具除了用钴粉以外，都已经应用相对比例的预合金粉末。近些年我国逐渐采用高压水雾化法制取预合金粉，主要致力于预合金粉末配比、烧结性能、物理机械性能、粒度细化、激光焊接性等方面的研究，以获得低成本、高性能的预合金粉末，提高金刚石工具综合性能。
近年来，随着用户对金刚石锯片性能要求的日益提高，研究开发既具有较高锯切效率又具有较长使用寿命的金刚石锯片已经成为研究热点。锯片的性能并不仅仅取决于金刚石，而是取决于金刚石与结合剂恰当配合而构成的刀头这种复合材料的整体性能。这涉及结合剂的类型、成份配比、相对密度(气孔率)、金相组织、机械性能以及结合剂与金刚石之间的结合形式，所以研究超细预合金粉末的制备工艺和烧结性能，对改善金刚石锯片的切削性能有非常重要的意义。
发明内容
本发明提供一种预合金粉的制备方法，包括将胎体元素的盐类粉末混合球磨，再经还原和破碎得到超细预合金粉，其特征在于包括如下步骤：
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨24-72小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用分解氨或氢气还原，还原温度650-750℃，还原时间1-2小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散1小时得到超细预合金粉。
本发明采用胎体元素的盐作为原料，其优势是盐非常脆，在高能球磨过程中容易磨细，甚至达到纳米级。这样能够加速氧化物的还原过程，更重要的是缩短元素的原子扩散距离，易于实现合金化，从而可以较低的温度下、较短的时间内完成还原和合金化，避免还原温度高造成颗粒长大，使最终的预合金粉的粒度细小，达到5微米以下。因此，本发明的方法工艺简单，粉末颗粒细小，成本低。
这样得到的超细预合金粉能够降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，从而达到提高力学性能及切削性能和使用寿命。
具体实施方式
金刚石锯片生产过程包括钢基体加工、混料、热压烧结、焊接等过程，其中烧结是金刚石锯片生产中最重要的一道关键工序，烧结过程的好坏直接影响着金刚石锯片的刀头密度、硬度与切削性能。因而提高金属粉末的烧结活性，降低胎体的烧结温度，减小对金刚石的损伤，可以提高金刚石锯片性能。另外，将胎体粉各个元素需要在烧结过程中充分合金化，才能发挥各个元素的功能。元素粉末颗粒需要在烧结过程中扩散实现合金化，因此提前将元素合金化，即使用预合金粉能够明显缩短元素在烧结时的扩散合金化时间，同样会减少对金刚石的损伤。总而言之，使用超细的预合金粉将能明显提高金刚石的综合性能。
本发明的超细预合金粉的制备方法，包括将胎体元素的盐类粉末混合球磨，再经还原和破碎得到超细预合金粉，其特征在于包括如下步骤：
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨24-72小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用分解氨或氢气还原，还原温度650-750℃，还原时间1-2小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散1小时得到超细预合金粉。
本发明采用胎体元素的盐作为原料，其优势是盐非常脆，在高能球磨过程中容易磨细，甚至达到纳米级。这样能够加速氧化物的还原过程，更重要的是缩短元素的原子扩散距离，易于实现合金化，从而可以较低的温度下、较短的时间内完成还原和合金化，避免还原温度高造成颗粒长大，使最终的预合金粉的粒度细小，达到5微米以下。这样得到的超细预合金粉能够降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，从而达到提高力学性能及切削性能和使用寿命。
实施例1
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨24小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用分解氨还原，还原温度750℃，还原时间1小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散1小时得到超细预合金粉。
实施例2
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨72小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用氢气还原，还原温度650℃，还原时间2小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散2小时得到超细预合金粉。
实施例3
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨48小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用分解氨还原，还原温度700℃，还原时间1.5小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散1小时得到超细预合金粉。
Claims (1)
1.一种预合金粉的制备方法，其特征在于包括将胎体元素的盐类粉末混合球磨，再经还原和破碎得到超细预合金粉，包括如下步骤：
(1)按Fe70％-Cu30％(FeCu30)的比例称取硝酸铜和硝酸铁，装入高能震动球磨机中球磨24-72小时；
(2)将磨细的混合料装入还原炉，用分解氨或氢气还原，还原温度650-750℃，还原时间1-2小时；
(3)出炉粉料经过球磨分散1小时得到超细预合金粉。
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