超硬材料網

　　申請號：201510347888.0
　　申請人：中南鉆石有限公司
　　發明人：張濤 盧燦華 劉俊濤 竇明

　　摘要：本發明公開了一種良好導電性金剛石聚晶復合片及其制備方法，該復合片的金剛石聚晶層中金剛石微粉75～85%、硬質合金粉12～20%和納米金屬結合劑3～5%，金剛石微粉中不含硼金剛石微粉60～70%、含硼金剛石微粉30～40%；硬質合金粉中WC粉85～90%、Co粉8～12%、Ti粉1.5～2%和TaC粉0.5～1%；通過金剛石聚晶層配方采用硼、碳化鎢等導電、耐熱材料，克服了現有技術得到的金剛石聚晶復合片導電性和耐熱性不能同時兼顧的缺陷，所制備的金剛石聚晶復合片與現有技術得到的金剛石復合片相比同時具有良好導電性和優異的耐熱性，滿足了復合片放電、焊接加工及使用要求。本發明的制備方法，工藝簡單、制備方便，可操作性強。

　　主權利要求：1.一種良好導電性金剛石聚晶復合片，包括金剛石聚晶層和硬質合金基體，其特征在于：所述金剛石聚晶層由下述重量百分含量的原料組成：金剛石微粉75～85%、硬質合金粉12～20%和納米金屬結合劑3～5%，所述金剛石微粉由下述重量百分含量的原料組成：不含硼金剛石微粉60～70%、含硼金剛石微粉30～40%，所述硬質合金粉由下述重量百分含量的原料組成：WC粉85～90%、Co粉8～12%、Ti粉1.5～2%和TaC粉0.5～1%。
　　2.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述金剛石微粉粒度為0.5～40μm。
　　3.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述含硼金剛石微粉的硼元素含量為0.0005～0.015%。
　　4.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述硬質合金粉中WC粉和Co粉的粒徑為1～3μm，Ti粉和TaC粉的粒徑為1.5～2μm。
　　5.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述納米金屬結合劑由下述重量百分含量的原料組成：Co粉 97～99%、Ni粉0.45～2%、W粉0.5～0.9% 、B粉0.05～0.1%。
　　6.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述納米金屬結合劑中Co粉和Ni粉的粒徑為20～30nm，W粉和B粉的粒徑為30～40nm。
　　7.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述硬質合金基體由下述重量百分含量的原料組成： WC粉88～92%、Co粉7～10% 、TiC粉0.5～1%和NbC粉0.5～1%。
　　8.如權利要求1所述的金剛石聚晶復合片，其特征在于：所述硬質合金基體中的WC粉的粒徑為1.8～2.2μm，Co粉、TiC粉和NbC粉的粒徑為1.0～1.2μm。
　　9.一種上述任意一項權利要求所述的金剛石聚晶復合片的制備方法，其特征在于：它包括如下步驟： 1）凈化與還原處理：分別將金剛石微粉和硬質合金粉先用20～30%的氫氧化鈉水溶液煮沸10～15min，用去離子水洗滌至中性，用硫酸和硝酸體積比例為1:1的混酸溶液煮沸10～15min，并用去離子水洗滌至中性，然后再用鹽酸與硝酸體積比例為1:1的混合溶液煮沸10～15min，并再用去離子水洗滌至中性，備用；將納米金屬結合劑在氫氣還原爐中于650～700℃溫度下還原處理3～4h，備用； 2）混料：按所述配比稱取處理過的金剛石微粉、硬質合金粉和納米金屬結合劑，放入三維混料機內進行預混，三維混料機轉速為80±5r/min ，三維混料時間為20±5h，然后將三維混好的料，再投入球磨機進行濕混，料和球的重量比為1:3～4，并從球磨罐端部加入無水乙醇和液體石蠟，液體石蠟與無水乙醇的體積比為1.6∶1000，無水乙醇和液體石蠟的總體積與料和硬質合金球的總體積之比為1:1～2，球磨機的轉速為：75±5 r/min，球磨時間：12±4h； 3）復合體組裝與真空處理：將混合好的金剛石微粉、硬質合金粉和納米金屬結合劑倒入圓柱形鉬、鋯杯內，然后放入硬質合金基體并扣上鉬蓋得復合體組件；將復合體組件置于真空燒結爐中，真空狀態下按每個復合體組件1～1.5升氫氣的比例通入一定量的氫氣，在不大于3×10-4Pa的真空條件下于700～750℃溫度下保溫3～4h； 4）高溫高壓燒結：將真空處理過的復合體組件置于合成組裝塊內，用六面頂壓機在溫度為1500±50℃、壓力為7～8GPa的條件下合成30～40min。