[发明专利]一种制备金刚石工具的方法

说明书

技术领域

本发明属于金刚石工具制备技术领域，特别涉及一种制备金刚石工具的方法。

背景技术

自本项目技术发明人于1985年获得中国发明专利CN85100286A“金刚石表面金属化的技术”之后，在国内掀起研究金刚石表面涂敷金属合金，金刚石晶体焊接和单层金刚石钎焊技术热潮。概观上述所有工作，几乎均建立在本项技术发明人提出的添加强碳化物形成元素，诸如Ti、Zr、Cr、V、Ta、Nb、Hf……于Cu、Ag基合金中，通过合金与金刚石的界面反应，在金刚石表面产生相应的碳化物，从而改善了钎焊合金对金刚石的焊接。这些工作极大地增强了金刚石工具中金属胎体对金刚石的结合力，提高了我国金刚石工具的品质，扩大了金刚石工具的品种。

发明内容

本发明正是建立在发明人早年发明专利“金刚石表面金属化的技术”和获得国家发明奖“金属合金对金刚石的粘结技术”基础上，提出一个更合理，更适于产业化，具有更好质量的金刚石工具制造技术，尤其适合于制备单层金刚石工具。

本发明的目的是提供一种更适于产业化，具有更好质量金刚石工具的制备方法。本方法制造的金刚石工具有如下性能特点：

1、基于金刚石磨粒预先撒布并固结在金属基体上，金刚石磨粒在工具表面分布疏密将易于控制，避免了金刚石磨粒重复工作，大幅度降低金刚石的耗量，降低成本。

2、金刚石工具中金刚石磨粒的出刃大小，由喷涂的合金粉浆的厚度控制，可以较容易地制造出适于不同加工条件的金刚石工具。

3、喷涂的合金粉浆的成份配制十分方便，可以较方便地选用对金刚石有很强粘结力，有适当熔融温度并有不同耐磨性的合金粘合层，本技术制造的金刚石工具将具有很高的使用寿命。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种金刚石工具的制备方法，其步骤如下：

（1）金属基体的制备

选定金属基体材料，按工具的图纸要求机械加工成型，将需要喷涂金刚石的表面加工至表面粗糙度为Ra1.6～2.0，并清理干净备用；

（2）金刚石颗粒的喷撒

在需要喷涂金刚石的金属基体的表面预涂敷一薄层油漆，在油漆层粘连状态下，将金刚石颗粒，尤其是-36目至-300目，撒布在涂敷油漆的金属基体的表面上；然后凉干或在100～200℃烘干，获得粘有金刚石颗粒的金属基体；

（3）合金粉末胶性溶液的制备，

将粒度为-150目至-400目的80～97wt%低熔点金属，3～20wt%的强碳化物形成元素混合，形成混合粉，并在所得混合粉中加入汽油橡胶稀溶液，成浆状，搅拌均匀后，得溶液粉浆，密闭待用；

（4）合金粉末的喷涂

将步骤（3）所得溶液粉浆，喷涂于步骤（2）所述粘有金刚石颗粒的金属基体的表层，获得金刚石喷涂件；

（5）加热熔融

将步骤（4）所得金刚石喷涂件置于真空度10^-2～10^-4Pa的真空炉中，加热温度在粉体熔点以上，保温10～30分钟，得单层金刚石工具。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（1）中所述金属基体材料为45号钢、9CrSi或轴承钢。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（2）中所述油漆为酚醛清漆与丙酮的稀溶液，其中，酚醛清漆与丙酮的体积比例为（1～3）：10。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（3）中所述80～97wt%低熔点金属为Cu、Ag、Sn、Ni、Co中的一种或多种；所述3～20wt%的强碳化物形成元素为Ti、Zr、Cr、Ta、Nb、Hf、V中的一种或多种。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（3）中所述汽油橡胶溶液为航空汽油与丁钠橡胶的溶液，其中，航空汽油与丁钠橡胶的体积比例10：（1～3）。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（4）中所述溶液粉浆的喷涂层厚度为0.1～1.5mm，。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（5）中所述加热温度为800～1100℃。

本发明的有益效果为：

本发明涉及一种制备金刚石工具的方法，尤其适于制备单层金刚石工具，其制备步骤包括金属基体的制备；金刚石颗粒的喷撒；合金粉末胶性溶液的制备；合金粉末的喷涂；加热熔融，最终制备得到单层金刚石工具使用寿命可提高20％至30％。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种制备金刚石工具的方法，其步骤如下：