CN110142305A - 一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于拉丝模具领域，尤其涉及一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法。包括硬质合金环和聚晶金刚石模芯层，所述聚晶金刚石模芯层与硬质合金环同轴套设且聚晶金刚石模芯层与硬质合金环之间一体设有过渡层。本发明所述拉丝模坯，其模芯与硬质合金环之间设有过渡层，过渡层可以提高硬质合金环对聚晶金刚石的轴向把持力，从而有效阻止拉拔线材过程金刚石模芯的脱落，提高模具寿命。

Description

一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法
技术领域
本发明属于拉丝模具领域，尤其涉及一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法。
背景技术
聚晶金刚石拉丝模坯以其高强度、高耐磨性以及优良的导热性等特点越来越受到拉丝行业的青睐。根据拉丝需要，聚晶金刚石拉丝模坯有带或不带硬质合金支持环两种。带硬质合金支撑环的拉丝模坯在拉丝过程中可承受更大的拉力，常用于制造尺寸规格较大的开坯拉丝模，拉拔直径较粗的线材。
现有技术中的带硬质合金支撑环的聚晶金刚石拉丝模坯分两步制备：1）采用高温高压法合成出聚晶金刚石模芯胚2）将聚晶金刚石模芯镶嵌到硬质合金环中即可，再对模芯胚制出模孔即得最终的模具。由于硬质合金环对其围绕的聚晶金刚石模芯产生了内向压应力，可以抵消拉拔线材时聚晶金刚石模芯受到的向外张应力，因此模芯的强度高，不易开裂。但是，此种镶嵌型在长时间拉丝工作时模芯容易受外应力作用而从硬质合金支撑环中脱落，以致使模具失效，使用寿命降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法，本发明所述拉丝模坯，其模芯与硬质合金环之间设有过渡层，过渡层可以提高硬质合金环对聚晶金刚石的轴向把持力，从而有效阻止拉拔线材过程金刚石模芯的脱落，提高模具寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，包括硬质合金环和聚晶金刚石模芯层，所述聚晶金刚石模芯层与硬质合金环同轴套设且聚晶金刚石模芯层与硬质合金环之间一体设有过渡层。
优选的，过渡层由至少一种金属或/和非金属的单质或混合物制成，且过渡层的晶粒与聚晶金刚石模芯层圆周的金刚石晶粒嵌合。
优选的，所述过渡层由以下质量配比的原料制得，钨粉料：钼粉料：钽粉料=3：3：1。
所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）将质量配比为90-95：5-10的金刚石微粉和钴粉混合均匀，并压制成圆柱型制得金刚石模芯层胚料；
2）将步骤1）所得胚料同轴放入在硬质合金环内，并在胚料与硬质合金环间隙中填充相应质量配比的过渡层原料，然后放入屏蔽杯内封闭；
3）将步骤2）所述屏蔽杯置于3-8Gpa、温度700℃-900℃的环境下烧结，即得所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯。
优选的，所述屏蔽杯由铌、锆或钼中的一种或几种混合料制成。
优选的，所述金刚石微粉的粒径为3-10微米。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：聚晶金刚石模芯圆周金刚石晶粒与其外围过渡层的晶粒发生相互扩散，从而形成以下特殊结合效果，即金刚石模芯圆周的金刚石晶粒与过渡层晶粒相互嵌合，相互把持，因此显著提高硬质合金环对金刚石模芯的轴向把持力，从而有效阻止拉拔线材过程金刚石模芯的脱落，提高模具寿命。
附图说明
图1为具体实施方式中高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的轴向截面结构示意图；
图2为实施例1所述方法制得聚晶金刚石拉丝模坯纵向截面的电镜图；
图3为实施例2所述方法制得聚晶金刚石拉丝模坯纵向截面的电镜图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，包括硬质合金环2和聚晶金刚石模芯层1，所述聚晶金刚石模芯层1与硬质合金环2同轴套设且聚晶金刚石模芯层1与硬质合金环2之间一体设有过渡层3。
所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将质量配比为90：10的金刚石微粉和钴粉混合均匀，并压制成圆柱型制得金刚石模芯层胚料，所述金刚石微粉的粒径为10微米；
2）将步骤1）所得胚料同轴放入在硬质合金环内，并在胚料与硬质合金环间隙中填充过渡层原料，所述过渡层原料由质量配比为3：3：1的钨粉料、钼粉料和钽粉料的混合料，然后将胚料、硬质合金环以及两者之间的过渡层原料一同放入屏蔽杯内封闭；
3）将步骤2）所述屏蔽杯置于3Gpa、温度700℃的环境下烧结，即得所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯。
实施例2
一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，包括硬质合金环2和聚晶金刚石模芯层1，所述聚晶金刚石模芯层1与硬质合金环2同轴套设且聚晶金刚石模芯层1与硬质合金环2之间一体设有过渡层3。
所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将质量配比为95：5的金刚石微粉和钴粉混合均匀，并压制成圆柱型制得金刚石模芯层胚料，所述金刚石微粉的粒径为3微米；
2）将步骤1）所得胚料同轴放入在硬质合金环内，并在胚料与硬质合金环间隙中填充过渡层原料，所述过渡层原料由质量配比为3：3：1的钨粉料、钼粉料和钽粉料的混合料，然后将胚料、硬质合金环以及两者之间的过渡层原料一同放入屏蔽杯内封闭；
3）将步骤2）所述屏蔽杯置于8Gpa、温度900℃的环境下烧结，即得所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯。

Claims (6)

1.一种高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，包括硬质合金环和聚晶金刚石模芯层，其特征在于，所述聚晶金刚石模芯层与硬质合金环同轴套设且聚晶金刚石模芯层与硬质合金环之间一体设有过渡层。
2.如权利要求1所述的高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，其特征在于，过渡层由至少一种金属或/和非金属的单质或混合物制成，且过渡层的晶粒与聚晶金刚石模芯层圆周的金刚石晶粒嵌合。
3.如权利要求2所述的高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯，其特征在于，所述过渡层由以下质量配比的原料制得，钨粉料：钼粉料：钽粉料=3：3：1。
4.权利要求1-3任一所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）将质量配比为90-95：5-10的金刚石微粉和钴粉混合均匀，并压制成圆柱型制得金刚石模芯层胚料；
2）将步骤1）所得胚料同轴放入在硬质合金环内，并在胚料与硬质合金环间隙中填充相应质量配比的过渡层原料，然后放入屏蔽杯内封闭；
3）将步骤2）所述屏蔽杯置于3-8Gpa、温度700℃-900℃的环境下烧结，即得所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯。
5.权利要求4所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，所述屏蔽杯由铌、锆或钼中的一种或几种混合料制成。
6.权利要求4所述高抗脱环的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉的粒径为3-10微米。
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