CN110328372B - 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 - Google Patents
聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110328372B CN110328372B CN201910721723.3A CN201910721723A CN110328372B CN 110328372 B CN110328372 B CN 110328372B CN 201910721723 A CN201910721723 A CN 201910721723A CN 110328372 B CN110328372 B CN 110328372B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro powder
- grinding
- diamond
- diamond micro
- granularity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 151
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 151
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 100
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 99
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 13
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 229910052903 pyrophyllite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F2003/145—Both compacting and sintering simultaneously by warm compacting, below debindering temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F2003/241—Chemical after-treatment on the surface
- B22F2003/242—Coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
Abstract
本发明提供的一种聚晶复合刀具，包括：硬质合金基底；所述硬质合金基底表面上固定有聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层；所述基层上表面装有外凸的条状的切割体，所述切割体其通过平滑的曲面连接基层。本发明的聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层和条状的切割体，聚晶金刚石层与硬质合金基底的结合面积大，整体的抗剪切强度大，不容易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及聚晶金刚石复合片技术领域，具体涉及一种聚晶复合刀具及其制备工艺。
背景技术
目前，聚晶金刚石(PCD)刀具是通过把PCD复合片焊接到硬质合金或者钢的刀体上制成的刀具。由于PCD复合片将单晶金刚石的高硬度、耐磨性、低摩擦系数和强度与碳化钨硬质合金的高抗弯强度进行了结合，复合片的碳化钨硬质合金层为金刚石层提供了机械支持，增加了它的抗弯强度，同时硬质合金层易于焊接，使制作成品刀具变得容易。
PCD复合片的特点，具有极高硬度和独特机械性能的PCD复合片是将金刚石微粉添加一定的金属钴与硬质合金基体在超高压高温条件下烧结而成的。现有的PCD复合片将用于切割的聚晶金刚石切割体直接固定在硬质合金基底，其聚晶金刚石切割体尺寸较小，与质合金基底的结合面积小，使得整体的抗剪切强度较小，长时间使用后容易脱落。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种聚晶复合刀具，解决了现有的聚晶复合刀具中，其聚晶金刚石切割体与质合金基底的结合面积小，使得整体的剪切强度较小，长时间使用后容易脱落。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种聚晶复合刀具，包括：硬质合金基底；所述硬质合金基底表面上固定有聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层；所述基层上表面装有外凸的条状的切割体，所述切割体其通过平滑的曲面连接基层。本发明的聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层和条状的切割体，聚晶金刚石层与硬质合金基底的结合面积大，整体的抗剪切强度大，不容易脱落。本发明的聚晶复合刀具用在3C领域，3C为计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费电子产品(ConsumerElectronics)的简称。
本发明还提供的一种3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，包括以下步骤：
1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为12-14微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为600～800MPa，成型温度为160～180℃；将成型件进行烧结，烧结温度为1300～1500℃，时间为12～16小时，得到具有硬质合金件；
2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10～12微米；
3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：(1-3)：(1-3)：(2-3)；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂在球磨机中进行混合球磨；
4)将得到的球磨产物在真空下进行干燥，干燥温度为550～570℃；
5)将干燥物在预制好的模具中压制成聚晶片；
6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至5～6GPa，通电流加热，维持18-20min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片；
其中，所述球磨机包括壳体和驱动电机，所述壳体内通过隔板分隔成第一球磨腔和第二球磨腔；所述壳体外部固定有外齿轮，所述驱动电机的传动轴上装有主动轮，所述主动轮啮合外齿轮，用于驱动壳体转动；所述壳体一端装有转轴，所述转轴上装有底部固定在固定架的轴承；所述壳体远离轴承的一端设有固定盘，所述固定盘上装有七个研磨棒，其中四个研磨棒组成菱形的第一研磨区域，另三个研磨棒组成具有内侧面的弧面相适配的第二滚动驱动区域；其中，所述步骤3)中的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉在第二研磨腔中研磨，粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉在第一研磨腔内研磨。现有的混合粒度聚晶金刚石复合片中，金刚石粒度不合理，使得耐磨性和强度无法均衡，单项参数较差的缺陷。本发明的切割体的整体尺寸变小，大大小于聚晶金刚石层的基层尺寸，其对切割体(聚晶金刚石层的耐磨性和强度提出了更高的要求)。本发明通过改进聚晶片的配比，采用粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为25～27微米的第三金刚石微粉和粒度为35～39微米的第四金刚石微粉；大大提高了耐磨性和强度。该配比对研磨提出更高的要求，如果将四种不同粒度的金刚石微粉在同一个墙体内进行研磨，其研磨球往往与其中一款或几款的金刚石微粉的粒度不吻合，导致研磨不充分，影响后续烧结效果。本发明通过采用改进后的球磨机，利用粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉在第二研磨腔中研磨，粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第一金刚石微粉在第一研磨腔内研磨；使得不同粒度的金刚石微粉的分开研磨，提高了研磨效果，并进一步地改善了聚晶金刚石层的耐磨性和强度。本发明转动时，研磨球经由第二滚动驱动区域的研磨棒的带动下进入更高的区域后落下进入第一研磨区域，使得研磨球运动的高度更高，落下的势能更大，其研磨更充分。
优选的，所述隔板上设有与七个研磨棒相适配的固定孔。本发明进一步地在隔板上设有与七个研磨棒相适配的固定孔，便于固定研磨棒，其承受更强的冲击力，提高了研磨效果。
优选的，所述研磨棒的直径为第一研磨区域内研磨球直径的1.3-1.5倍。本发明采用研磨棒的直径为第一研磨区域内研磨球直径的1.3-1.5倍，进而可采用与粒度为5～7微米的第一金刚石微粉更适配的研磨球，通过该研磨球与研磨棒的碰撞来研磨粒度为15～19微米的第二金刚石微粉，其期间边研磨边搅拌，大大提高了研磨效果，改善了混合效率。
优选的，所述固定盘上可拆卸地还装有冷却棒，所述冷却棒一端插入第一研磨区域中；所述冷却棒上设有安装腔，所述安装腔顶部设有喷洒孔，所述安装腔内设有碳酸氢铵粉末。本发明设置装有碳酸氢铵粉末的冷却棒，再受到研磨球的碰撞后，将碳酸氢铵粉末经由喷洒孔喷出，与研磨球混合，其碳酸氢铵粉末受热分解，降低了球磨时的温度，避免了高温下研磨粉受热变形粘结在研磨球上，导致研磨效率下降；碳酸氢铵粉末受热分解的气体阻隔了氧气，避免了金刚石微粉受热变色。
优选的，所述隔板上设有通孔，使得冷却棒末端插入通孔中。
优选的，所述步骤3)将在第二研磨腔中研磨的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉混合物，转入第一研磨腔中继续研磨。
(三)有益效果
本发明提供的一种聚晶复合刀具，其具有以下优点：
1、本发明的聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层和条状的切割体，聚晶金刚石层与硬质合金基底的结合面积大，整体的抗剪切强度大，不容易脱落。
附图说明
图1是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺实施例1的聚晶复合刀具立体图；
图2是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺的实施例4的球磨机外部图；
图3是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺的实施例4的球磨机侧面剖面图；
图4是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺的实施例4的第一研磨区域A-A剖面图；
图5是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺的实施例4的隔板装配图；
图6是本发明的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺的实施例4的冷却棒的剖面图。
1、壳体，2、驱动电机，3、第一球磨腔，4、第二球磨腔，5、外齿轮，6、主动轮，7、转轴，8、隔板，9、固定盘，10、研磨棒，11、第一研磨区域，12、第二滚动驱动区域，13、固定孔，14、冷却棒，15、安装腔，16、喷洒孔，17、轴承，18、通孔，100、硬质合金基底，200、基层，300、切割体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种聚晶复合刀具，包括：硬质合金基底100；所述硬质合金基底表面上固定有聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层200；所述基层上表面装有外凸的条状的切割体300，所述切割体其通过平滑的曲面连接基层。本发明的聚晶金刚石层包括与聚晶金刚石层具有相同外径的基层和条状的切割体，聚晶金刚石层与硬质合金基底的结合面积大，整体的抗剪切强度大，不容易脱落。
实施例2
本发明还提供的一种3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，包括以下步骤：
1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为12微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为6000MPa，成型温度为160℃；将成型件进行烧结，烧结温度为1300℃，时间为12小时，得到硬质合金件；
2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10微米；
3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5微米的第一金刚石微粉、粒度为15微米的第二金刚石微粉、粒度为225微米的第三金刚石微粉和粒度为30微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：1：1：2；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂在球磨机中进行混合球磨；
4)将得到的球磨产物在真空下进行干燥，干燥温度为550℃；
5)将干燥物在预制好的模具中压制成聚晶片；
6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至5GPa，通电流加热，维持18min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片；其中所述步骤3)将在第二研磨腔中研磨的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉混合物，转入第一研磨腔中继续研磨。
本实施例制得的混合粒度聚晶金刚石复合片，其磨耗比为35*10 4 。冲击韧性：640J。密度：4.30g/cm 3 。克努普显微硬度：67GPa。
实施例3
本发明还提供的一种3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，包括以下步骤：
1)硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为14微米，于表面设置有多个异形组合模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为800MPa，成型温度为180℃；将成型件进行烧结，烧结温度为1500℃，时间为16小时，得到硬质合金件；
2)复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为12微米；
3)选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：3：3：3；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂在球磨机中进行混合球磨；
4)将得到的球磨产物在真空下进行干燥，干燥温度为570℃；
5)将干燥物在预制好的模具中压制成聚晶片；
6)将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至6GPa，通电流加热，维持18-20min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片；其中所述步骤3)将在第二研磨腔中研磨的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉混合物，转入第一研磨腔中继续研磨。
本实施例制得的混合粒度聚晶金刚石复合片，其磨耗比为34*10 4 。冲击韧性：630J。密度：4.1g/cm 3 。克努普显微硬度：70GPa。
实施例4
如图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明还公开了一种球磨机，其包括：壳体1和驱动电机2，所述壳体内通过隔板8分隔成内装研磨球的第一球磨腔3和第二球磨腔4；所述壳体外部固定有外齿轮5，所述驱动电机的传动轴上装有主动轮6，所述主动轮啮合外齿轮，用于驱动壳体转动；所述壳体一端装有转轴7，所述转轴上装有底部固定在固定架的轴承17；所述壳体远离轴承的一端设有固定盘9，所述固定盘上装有七个研磨棒10，所述研磨棒插入第一球磨腔中；其中四个研磨棒组成菱形的第一研磨区域11，另三个研磨棒组成具有内侧面的弧面相适配的第二滚动驱动区域12；其中，所述步骤3)中的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉在第二研磨腔中研磨，粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉在第一研磨腔内研磨。现有的混合粒度聚晶金刚石复合片中，金刚石粒度不合理，使得耐磨性和强度无法均衡，单项参数较差的缺陷。本发明转轴为中空，便于进料或出料。
所述隔板上设有与七个研磨棒相适配的固定孔13。本发明进一步地在隔板上设有与七个研磨棒相适配的固定孔，便于固定研磨棒，其承受更强的冲击力，提高了研磨效果。所述研磨棒的直径为第一研磨区域内研磨球直径的1.3倍。
所述固定盘上可拆卸地还装有冷却棒14，所述冷却棒一端插入第一研磨区域中；所述冷却棒上设有安装腔15，所述安装腔顶部设有喷洒孔16，所述安装腔内设有碳酸氢铵粉末。所述隔板上设有通孔18，使得冷却棒末端插入通孔中。
本实施例实施时，壳体转动时，研磨球经由第二滚动驱动区域的研磨棒的带动下进入更高的区域后落下进入第一研磨区域，使得研磨球运动的高度更高，落下的势能更大，其研磨更充分；其中装有碳酸氢铵粉末的冷却棒，再受到研磨球的碰撞后，将碳酸氢铵粉末经由喷洒孔喷出，与研磨球混合，其碳酸氢铵粉末受热分解，降低了球磨时的温度，避免了高温下研磨粉受热变形粘结在研磨球上，导致研磨效率下降；碳酸氢铵粉末受热分解的气体阻隔了氧气，避免了金刚石微粉受热变色。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (4)
1.一种3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）硬质合金件制备：选用硬质合金混合料，其中粉料主粒度为12-14微米，于表面设置有多个异形组合的模具中，采用流动温压成型工艺，成型压力为600～800MPa，成型温度为160～180℃；将成型件进行烧结，烧结温度为1300～1500℃，时间为12～16小时，得到硬质合金件；
2）复合过渡层的制备：采用CVD方法，在硬质合金凹槽及表面沉积钼，沉积厚度为10～12微米；
3）选用球形微米金刚石，其包括粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉、粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉，第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉的重量份配比为1：（1-3）：（1-3）：（2-3）；将第一金刚石微粉、第二金刚石微粉、第三金刚石微粉和第四金刚石微粉混合后与接合剂在球磨机中进行混合球磨；
4）将得到的球磨产物在真空下进行干燥，干燥温度为550～570℃；
5）将干燥物在预制好的模具中压制成聚晶片；
6）将硬质合金基底与聚晶片装入叶蜡石块体中；将组装好的叶蜡石块体放入六面顶或两面顶中，逐步加压至5～6GPa，通电流加热，维持18-20min；卸掉载荷，进行后续脱除处理并在聚晶层渗入硅合金即得聚晶复合片；
其中，所述球磨机包括壳体和驱动电机，所述壳体内通过隔板分隔成第一球磨腔和第二球磨腔；所述壳体外部固定有外齿轮，所述驱动电机的传动轴上装有主动轮，所述主动轮啮合外齿轮，用于驱动壳体转动；所述壳体一端装有转轴，所述转轴上装有底部固定在固定架的轴承；所述壳体远离轴承的一端设有固定盘，所述固定盘上装有七个研磨棒，其中四个研磨棒组成菱形的第一研磨区域，另三个研磨棒组成具有内侧面的弧面相适配的第二滚动驱动区域；其中，所述步骤3）中的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉在第二研磨腔中研磨，粒度为5～7微米的第一金刚石微粉、粒度为15～19微米的第二金刚石微粉在第一研磨腔内研磨；所述固定盘上可拆卸地还装有冷却棒，所述冷却棒一端插入第一研磨区域中；所述冷却棒上设有安装腔，所述安装腔顶部设有喷洒孔，所述安装腔内设有碳酸氢铵粉末；所述隔板上设有通孔，使得冷却棒末端插入通孔中。
2.如权利要求1所述的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，其特征在于，所述隔板上设有与七个研磨棒相适配的固定孔。
3.如权利要求1所述的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，其特征在于，所述研磨棒的直径为第一研磨区域内研磨球直径的1.3-1.5倍。
4.如权利要求1所述的3C刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺，其特征在于，所述步骤3）将在第二研磨腔中研磨的粒度为22～25微米的第三金刚石微粉和粒度为30～35微米的第四金刚石微粉混合物，转入第一研磨腔中继续研磨。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910721723.3A CN110328372B (zh) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910721723.3A CN110328372B (zh) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110328372A CN110328372A (zh) | 2019-10-15 |
| CN110328372B true CN110328372B (zh) | 2021-07-02 |
Family
ID=68148756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910721723.3A Active CN110328372B (zh) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110328372B (zh) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101773807B (zh) * | 2009-12-29 | 2011-11-09 | 武汉六吉科技有限公司 | 多功能型聚晶金刚石复合片的制备方法 |
| JP6020967B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2016-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 多層傾斜機能性ダイヤモンド複合焼結体 |
| CN104289719B (zh) * | 2014-10-23 | 2017-05-10 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 一种具有内嵌结构的聚晶金刚石复合片及其制造方法 |
| CN104399990B (zh) * | 2014-10-23 | 2017-07-11 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 一种表面带花纹的硬质合金‑聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
| CN204729011U (zh) * | 2015-07-03 | 2015-10-28 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 |
| CN205259954U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种多刃异形结构聚晶金刚石复合片 |
| CN207453880U (zh) * | 2017-10-16 | 2018-06-05 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片 |
| CN208018711U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-10-30 | 联安海洋工程（天津）有限公司 | 一种双级球磨机 |
| CN109530680B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-01-26 | 中国石油化工集团有限公司 | 热稳定型高耐磨的聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
-
2019
- 2019-08-06 CN CN201910721723.3A patent/CN110328372B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110328372A (zh) | 2019-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101441153B1 (ko) | 피삭성이 향상된 연마 콤팩트 | |
| EP2533922B1 (en) | Superhard tool tip and use thereof | |
| US8882868B2 (en) | Abrasive slicing tool for electronics industry | |
| US9657529B1 (en) | Polycrystalline diamond compact including a pre-sintered polycrystalline diamond table including a nonmetallic catalyst that limits infiltration of a metallic-catalyst infiltrant therein and applications therefor | |
| US20090152015A1 (en) | Superabrasive materials and compacts, methods of fabricating same, and applications using same | |
| CN105229255B (zh) | 超硬结构体及其制造方法 | |
| CN100595417C (zh) | 聚晶金刚石复合片钻头胎体的制备方法 | |
| CN105392584B (zh) | 超硬结构及其制作方法 | |
| AU2002212567A1 (en) | A method of making a composite abrasive compact | |
| CN1014306B (zh) | 低压粘结金刚石聚晶体及其制造方法 | |
| EP1330323A2 (en) | A method of making a composite abrasive compact | |
| US8881361B1 (en) | Methods of repairing a rotary drill bit | |
| US9975185B2 (en) | Twist drill tips, precursor constructions for use in making same, and methods for making and using same | |
| US20160325404A1 (en) | Polycrystalline Diamond Cutting Elements Having Non-Catalyst Material Additions | |
| US20190055788A1 (en) | Polycrystalline Diamond Cutting Elements Having lead or Lead Alloy Additions | |
| KR20120115984A (ko) | 초경체, 공구 및 그 제조 방법 | |
| WO2013109786A1 (en) | Carbide wear surface and method of manufacture | |
| CN110328372B (zh) | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 | |
| CN111570785A (zh) | 一种金刚石钻头的加工方法 | |
| US20160312542A1 (en) | Polycrystalline super hard construction & method of making | |
| US10605008B2 (en) | Methods of forming a cutting element including a multi-layered cutting table, and related cutting elements and earth-boring tools | |
| CN117226108A (zh) | 一种挤出式增材制造多材料交替包裹型pdc衬底的方法及应用 | |
| CN115108834A (zh) | 一种碳化钨烧结体及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation process of polycrystalline diamond composite sheets for polycrystalline composite cutting tools and 3C cutting tools Granted publication date: 20210702 Pledgee: Bank of Jinhua Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: JINHUA ZHONGYE SUPERHARD MATERIAL COMPOSITE Co.,Ltd. Registration number: Y2024980006390 |