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      多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體

      關鍵詞 金剛石 , 復合燒結(jié)體|2014-10-08 09:11:03|行業(yè)專利|來源 中國超硬材料網(wǎng)
      摘要 申請?zhí)枺?01410105537.4申請人:三菱綜合材料株式會社摘要:本發(fā)明提供一種多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,在最外層的金剛石燒結(jié)體(PCD)與硬質(zhì)合金基體之間設置多個中間層...
        申請?zhí)枺?01410105537.4

        申請人:三菱綜合材料株式會社

        摘要:本發(fā)明提供一種多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,在最外層的金剛石燒結(jié)體(PCD)與硬質(zhì)合金基體之間設置多個中間層的結(jié)構(gòu)中,中間層包括金剛石粒子、cBN粒子和金屬粘結(jié)劑,該金屬粘結(jié)劑作為第1組成分為Co、Ni、Fe中的任一種或它們的合金,作為第2組成分為Cr、V、Mo中的任一種或它們的合金,以及作為第3組成分為Al、Mg中的任一種或它們的合金,中間層的金屬粘結(jié)劑中必須包含第1組、第2組、第3組的成分,以及在金剛石粒子的含有比率高的層中,第1組成分的含有比例相對高于第2組、第3組成分的含有比例,在cBN粒子的含有比率高于金剛石粒子的含有比率的層中,第2組成分的含有比例相對高于第1組、第3組成分的含有比例。

        主權利要求 1.一種多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,具備:硬質(zhì)合金制的基體;多晶金剛石燒結(jié)體層,形成在所述基體上,燒結(jié)金剛石粒子和粘結(jié)劑而成;以及中間層,形成在所述基體與所述多晶金剛石燒結(jié)體層之間,包括二層以上的子中間層,其特征在于,所述多晶金剛石燒結(jié)體層中所包含的所述粘結(jié)劑為Co、Ni、Fe中的任一種或它們的合金,所述子中間層是燒結(jié)包括金剛石粒子、cBN粒子和金屬粘結(jié)劑的混合物而成,所述子中間層中含有的所述金屬粘結(jié)劑包括Co、Ni、Fe中的任一種或它們的合金構(gòu)成的第1組成分、Cr、V、Mo中的任一種或它們的合金構(gòu)成的第2組成分、以及Al、Mg中的任一種或它們的合金構(gòu)成的第3組成分。

        2.根據(jù)權利要求1所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其特征在于,從靠 近所述多晶金剛石燒結(jié)體層的層開始按順序設為第1子中間層、第2子中間層、……、 第N子中間層時,子中間層的層數(shù)編號越增加,越使位于各層內(nèi)的金剛石粒子相對于 cBN粒子的含有比率連續(xù)下降,其中,N≥2。

        3.根據(jù)權利要求1所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其特征在于,作為 所述子中間層的金剛石粒子相對于cBN粒子的質(zhì)量比的含有比率,在與所述多晶金剛 石燒結(jié)體層相接的子中間層中最高,在與所述硬質(zhì)合金基體相接的子中間層中最低, 且在層厚方向上低于在所述多晶金剛石燒結(jié)體層側(cè)相接的子中間層,高于在所述基體 側(cè)相接的子中間層。

        4.根據(jù)權利要求2或3所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其特征在于, 在所述子中間層之中的、作為所述金剛石粒子相對于所述金剛石粒子和所述cBN粒子 的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率高于作為所述cBN粒子相對于所述金剛石粒子和所述 cBN粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率的子中間層中,所述第1組成分的含有比例分 別高于所述第2組成分和所述第3組成分的含有比例, 在所述子中間層之中的、作為所述金剛石粒子相對于所述金剛石粒子和所述cBN 粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率低于作為所述cBN粒子相對于所述金剛石粒子和 所述cBN粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率的子中間層中,所述第2組成分的含有比 例分別高于所述第1組成分和所述第3組成分的含有比例。

        5.根據(jù)權利要求2或3所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其特征在于, 在所述子中間層之中的、在作為所述金剛石粒子相對于所述金剛石粒子和所述cBN粒 子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率高于作為所述cBN粒子相對于所述金剛石粒子和所 述cBN粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率的子中間層中,所述第1組成分的含量為 3.2~6.0質(zhì)量%,所述第2組成分的含量為0.6~1.7質(zhì)量%,所述第3組成分的含量為 0.04~0.15質(zhì)量%, 所述子中間層之中,在作為所述金剛石粒子相對于所述金剛石粒子和所述cBN粒 子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率低于作為所述cBN粒子相對于所述金剛石粒子和所 述cBN粒子的總質(zhì)量的質(zhì)量比的含有比率的子中間層中,所述第1組成分的含量為 4.1~4.6質(zhì)量%,所述第2組成分的含量為2.3~2.7質(zhì)量%,所述第3組成分的含量為 0.04~0.15質(zhì)量%。

        6.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其 特征在于,所述子中間層的所述金屬粘結(jié)劑中的所述第1組成分、所述第2組成分和 所述第3組成分各自的比例為,所述第1組成分為40質(zhì)量%以上且小于90質(zhì)量%, 所述第2組成分為8質(zhì)量%以上且小于60質(zhì)量%,所述第3組成分為1質(zhì)量%以上且 小于10質(zhì)量%。

        7.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其 特征在于,相對于所述子中間層的所述金剛石粒子與所述cBN粒子的合計含量,所述 金屬粘結(jié)劑的合計含量的質(zhì)量比為3/100~18/100的范圍。

        8.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其 特征在于,相對于所述子中間層的所述金剛石粒子與所述cBN粒子的合計含量,所述 金屬粘結(jié)劑的合計含量的質(zhì)量比為5/100~12/100的范圍。

        9.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體,其 特征在于,所述多晶金剛石燒結(jié)體層的平均層厚為200μm至1000μm, 所述中間層的平均層厚為200μm至1000μm。

        10.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體, 其特征在于,所述多晶金剛石燒結(jié)體層的所述金剛石粒子包括粒子尺寸為4μm至20 μm的第一金剛石粒子與粒子尺寸為0.5μm至4μm的第二金剛石粒子, 所述第一金剛石粒子與所述第二金剛石粒子的質(zhì)量比為100:0至50:50。

        11.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的多層梯度功能性金剛石復合燒結(jié)體, 其特征在于,所述子中間層的所述金剛石粒子包括粒子尺寸為0.5μm至20μm的第 三金剛石粒子, 所述子中間層的所述cBN粒子的粒子尺寸為0.5μm至20μm。
       

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