[发明专利]一种粗颗粒多晶金刚石合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及人造金刚石生产领域，尤其涉及一种粗颗粒多晶金刚石合成工艺。

背景技术

金刚石是硬度很高的超硬材料，主要用于制作各种金刚石工具，如磨削工具、拉丝模、切削刀具以及钻进工具等。世界上生产的金刚石主要以单晶为产品，获得了广泛的应用。人造和天然金刚石以单晶居多，晶体本身就是一个完整的大晶粒。单晶是具有完整晶体外形的单个颗粒，颗粒内部的晶格是周期排列，具有各向异性 ；多晶是一个颗粒里面有多个晶粒，每个晶粒的晶格都是周期性排列的，具有各向同性。多晶是众多取向晶粒的单晶的集合，晶体是由许许多多的小晶粒组成。

单晶金刚石的应用有一定的缺点 ：由于有解理面，在磨削过程中一段时间后刃面磨损后容易钝化 ；单晶容易整体从基体中拔出失去磨削效果，不能充分发挥金刚石的效用，导致加工成本升高。为了克服单晶金刚石的不足，人们开始主要通过电镀的方法在金刚石表面镀镍、镀铜或镀钛等。如中国专利 CN85100286B，及公开专利申请 CN102286742.A，公开了金刚石表面金属化的方法。金刚石表面经过金属化以后，能解决金刚石不能与一般低熔点合金粘结和浸润的困难，这对制备金属基体的金刚石工具是有利的。中国专利200410096957.7 还公开了一种金刚石表面涂覆玻璃涂覆金刚石镀钛复合结构及其方法，经过复合涂覆和金属镀处理的金刚石，体积增大，使得金刚石与基体的结合强度和把持力提高。但是这些方法制造工艺复杂，生产成本高，经过表面金属化的金刚石表面让然缺少活性基团，与陶瓷和树脂基体仍不能形成牢固的化学键结合，对提高金刚石工具的寿命和效果是有限的。

合成多晶金刚石是一项新技术，多晶金刚石磨粒由多个亚稳态金刚石微晶聚结而成团粒状颗粒，形状不如金刚石单晶规则，呈各种凸凹粗糙表面，磨削时在应力作用下，外部微晶粒逐层脱落的同时，露出新的锋利切削刃，而且磨削力小，被加工工件表面粗糙度低，多晶金刚石磨粒可以发挥充分效用，能解决单晶金刚石整体从基体中拔出、过早脱落的问题。中国专利 CN101884933B，及公开专利申请 CN102698758.A，公开了自锐性多晶金刚石合成用的触媒及其制备方法。中国公开专利申请 CN102941038.A 公开了一种高自锐性金刚石的合成工艺。

可是，目前多晶金刚石产品产量低、品质低、颗粒小、强度过低、抗冲击韧性低，热稳定性差。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种粗颗粒多晶金刚石合成工艺。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种粗颗粒多晶金刚石合成工艺，包括以下步骤：

1）、将合成块装入压机；

2）、0～60s内升压至8MPa；

3)、在60s～120s内升压从8MPa到40MPa，同时提高加热功率从0到8kw；

4）、在120s～180s内缓慢升压从40MPa到65MPa，之后保压60s，加热功率继续保持在8kw，持续240s；

5）、在240s～480s内缓慢升压从65MPa到70MPa，之后保压120s；加热功率在360s～600s内缓慢降低从8kw到7.6kw；

6）、在600s～660s内降压从70MPa到60MPa，同时加热功率从7.6kw突降到1.5kw；

7）、在660s～720s内降压和降低加热功率到0，之后冷却400s；

8）、取出合成块。

本发明的有益效果为：合成出来的多晶金刚石形状不规则、表面粗糙、颗粒大，杂质少，呈深绿色，具有极好的自锐能力且热稳定性好。

附图说明

图1为本发明的工艺曲线图。

具体实施方式

如图1所示的粗颗粒多晶金刚石合成工艺，包括以下步骤：

1）、将合成块装入压机；

2）、0～60s内升压至8MPa；

3)、在60s～120s内升压从8MPa到40MPa，同时提高加热功率从0到8kw；

4）、在120s～180s内缓慢升压从40MPa到65MPa，之后保压60s，加热功率继续保持在8kw，持续240s；

5）、在240s～480s内缓慢升压从65MPa到70MPa，之后保压120s；加热功率在360s～600s内缓慢降低从8kw到7.6kw；

6）、在600s～660s内降压从70MPa到60MPa，同时加热功率从7.6kw突降到1.5kw；

7）、在660s～720s内降压和降低加热功率到0，之后冷却400s；

8）、取出合成块。

凡在不脱离本发明核心的情况下做出的简单的变形或修改均落入本发明的保护范围。