CN201815552U

CN201815552U - 一种表面有镀覆层的金刚石

Info

Publication number: CN201815552U
Application number: CN2010205544447U
Authority: CN
Inventors: 郑阳; 龚云舟
Original assignee: NANCHANG JINFENG DIAMOND DIE CO Ltd
Current assignee: NANCHANG JINFENG DIAMOND DIE CO Ltd
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2020-10-09

Abstract

本实用新型涉及一种金刚石模型，特别涉及一种表面有镀覆层的金刚石。金刚石原体的外表面由内向外依次为碳化物层、合金化层、镀层。经过在拉丝模中应用镀覆后的金刚石，可以使拉丝模：寿命延长30％；抗压强度值提高50％-100％；与结合材料亲和度提高30％-50％；节省40％的金刚石原材料；金刚石在制模后工序中无破碎、裂纹现象；防止金刚石在高温烧结过程中石墨化；无须改变金刚石拉丝模制造的其它工艺。

Description

一种表面有镀覆层的金刚石

技术领域

本实用新型涉及一种金刚石模型，特别涉及一种表面有镀覆层的金刚石。

背景技术

天然金刚石拉丝模是一种历史悠久而且十分精密的拉丝工具，随着拉丝模制造水平的不断提高和国内拉丝行业的快速发展，我们发现金刚石拉丝模烧结过程中由于金刚石晶体的特殊结构和性质，金刚石胚芯和金属胚体亲和力差，导致生产加工中出现金刚石碎裂、裂纹、成品出现花线拉丝寿命短、修复次数少等现象。这也是行业内普遍存在的问题，严重制约了制模水平的提高同时也阻碍了国内拉丝业的发展。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种表面有镀覆层的金刚石。金刚石镀覆技术应用上的主导产品为金属粉末烧结的金刚石拉丝模，它由金刚石及作为粘合剂的金属粉末混合、烧结而成。由于金刚石与一般金属或合金间有很高的界面能，致使金刚石表面不能被一般的金属或合金所浸润，而很难与拉丝模金属胚体发生冶金结合。因此，在拉丝模具的使用过程中，较高的挤压应力及冲击力使金刚石很容易脱落及碎裂，采用真空微蒸发镀钛技术提高结合剂对金刚石的把持力及金刚石在工具胚体中的结合强度，成为我公司制造高补强高精密金刚石拉丝模的关键。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种表面有镀覆层的金刚石，金刚石原体的外表面由内向外依次为碳化物层、合金化层、镀层。

第一层是碳化物层，由强碳化物形成元素在以定条件下与金刚石表进行反应而生成，一般厚度在几百纳米范围内，牢固地附着在金刚石的表面，这层结构对金刚石表面金属化起着关键作用，这种结合称为“化学结合”或“化学键合”。

第二层位合金化层，是针对碳化物层而设计的，它对所生成碳化物层有着极好的粘结性，可以选取Ti、Ni等合金。合金化层的形成，可使金刚石表面呈现完美的金属特性，如导电性、可焊接性、可烧接性。该层的厚度可以是几微米。

第三层是镀层，主要是考虑到金刚石在拉丝模金属胎体中金刚石的膨胀系数的极大差异而设计的。为了使应力得到一定程度的缓解，对于胎体增加几十微米厚度的镀层是非常有效的。镀层外表面与金属结合剂之间在烧结过程中属于钎焊过程，称为“钎焊结合”：这样由于镀层的中介作用实现了金刚石与结合剂之间的强力结合，称为“冶金结合”。

金刚石镀覆应用在拉丝模中的必要性

未镀覆的金刚石只是机械镶嵌在金属结合剂中，在拉丝模的日常使用中，金刚石极易脱落、破裂，导致金刚石拉丝模寿命短，效率低。

只有与金刚石具有强烈化学亲和性的钛、铬、钼、钨及其合金才有可能与金刚石结合。

直接在金属结合剂中加钛、铬等因素，不能直接粘结金刚石，防止金刚石石墨化。

简单的金属粉末覆盖镀覆方法，镀覆过程中金刚石受热达到850C以上，即使在真空条件下，其强度也会明显下降，失去工业应用价值。为了使金刚石与金属胚体获得强力冶金结合，在将金刚石与金属胚体烧结之前，首先制造表面金属化的金刚石，即通过真空微蒸发技术进行金刚石表面镀钛、镍是非常必要的。

镀覆金刚石与拉丝模胚体烧结工艺描述

1.先将挑选好的金刚石原料磨出两个平行面。

2.将磨好平面的金刚石进行镀覆处理，使其镀后增重0.5％-3％。

3.将镀覆后的金刚石原料固定在一个圆柱形的金属套之中，以镍为基体，另外混合一些与金刚石原料有浸润效果的金属粉末材料，通过800C高温高压烧结，将金刚石镶嵌在拉丝模胚体中心。

本实用新型与现有技术相比对金刚石拉丝模形态的影响：

金刚石在镀覆后脱落率降低，由原来的55％左右降到10％左右，相应拉丝模的寿命和使用效率明显提高，产生这种现象的主要原因是：

1.金刚石表面真空微蒸发后，由于镀层的中介作用使金刚石与金属结合剂之间实现界面冶金结合，其界面结合强度可达140Mpa，因此拉丝模胎体对金刚石把持力增大，金刚石颗粒不易脱落及碎裂。经真空微蒸发镀覆钛的金刚石，强度发生变化抗压强度可提高5％-20％，镀覆金刚石的最主要作用是实现与拉丝胎体的粘结、不脱落、表面强化作用是附加的。

2.金刚石表面的钛镀层可以弥补表面缺陷，同时保护金刚石避免在烧结过程中发生石墨化，因此，Ti镀层的保护作用相当于使金刚石强度提高。

3.因镀覆层实现了金刚石与结合剂之间的冶金结合，使拉丝模体对金刚石的把持力增大。与未镀覆金刚石相比，金刚石拉丝模的金刚石原材料平均用料由原0.06克拉降至0.03-0.04克拉之间，使用寿命和效率都较未镀覆的金刚石拉丝模具大为提高。在生产过程中，象以往的裂纹、花丝等现象也大幅减少。

4.自从真空微蒸发镀技术应用以来，以真空微蒸发技术为核心，围绕金刚石拉丝模不断进行开发应用，目前初步形成了镀覆金刚石拉丝模系列产品。经过在拉丝模中应用镀覆后的金刚石。可以使拉丝模：

寿命延长30％；

抗压强度值提高50％-100％；

与结合材料亲和度提高30％-50％；

节省40％的金刚石原材料；

金刚石在制模后工序中无破碎、裂纹现象；

防止金刚石在高温烧结过程中石墨化；

无须改变金刚石拉丝模制造的其它工艺。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型进行详述：一种表面有镀覆层的金刚石，其特征在于：金刚石原体1的外表面由内向外依次为碳化物层2、合金化层3、镀层4。

Claims

1.一种表面有镀覆层的金刚石，其特征在于：金刚石原体(1)的外表面由内向外依次为碳化物层(2)、合金化层(3)、镀层(4)。