[实用新型]一种铁基胎体用金刚石镀复合结构

说明书

技术领域

本实用新型属于工具材料技术领域，更具体涉及一种铁基胎体用金刚石镀复合结构，适用于胎体材料为铁基的金刚石工具的制造。

背景技术

金刚石胎体材料一般有钴基、镍基、铜基、铁基、钨基等，其中最常用的是钴基、铜基和铁基三种，其中铁基因为其成本低廉，其应用研究越来越受到重视。但是，直接使用铁基孕镶金刚石的话，铁基金刚石工具在热压烧结过程或使用过程中发热时，由于铁、钴、镍三种元素会促使金刚石表面石墨化，从而失去强度，导致工具使用寿命非常短。因此，铁基金刚石工具所用金刚石必须要镀覆其他金属过渡层才能使用。多年来，有很多研究学者对此进行了大量的研究，如在金刚石表面通过各种方式镀覆钛、镍、锆、镍磷、钨-钴等，在一定程度上解决的上述问题，但因为是以机械力所把持的，脱落现象依然十分严重。

与铁所不同的是，钛和钨不会促使金刚石石墨化，且形成的是化学键从而提高了把持力。但是，镀钛、钨之后的金刚石还是需要和钴基、铜基、铁基胎体材料结合后短时间内热压烧结，因烧结时间短，温度只有800-900℃，短时间内无法扩散完全，因而还是会产生相界面，形成不了化学键，还是无法避免金刚石的脱落现象。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于改善现有金刚石与金属胎体的结合困难的缺点以及镀钛、钨等之后存在的相界面的问题，是在于提供了一种铁基胎体用金刚石镀复合结构，结构简单，使用方便，真正改善了铁基金刚石工具的使用寿命。

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种铁基胎体用金刚石镀复合结构，它由金刚石、钨层、钴层、铁层组成。其特征在于：在金刚石表面上镀有一层钨层，在钨层上另一面镀有一层钴层，在钴层上另一面镀有铁层。通过钨层、钴层和铁层的过渡之后，一方面相邻镀层之间金属可以一定程度的相互固溶，镀层之间不会形成明显的相界面，保证了镀层的结合强度；另一方面，钨层的保护可以防止金刚石的石墨化之外，最外层的铁层因为与铁基胎体材料的主相是一致的，不存在短时间扩散问题，避免产生相界面。因此，金刚石表面如此金属化后，可以提高胎体金属材料对金刚石的把持力，提高金刚石的利用率，延长工具的使用寿命。

本实用新型的主要优点在于：

金刚石表面经过真空蒸发镀钨后，靠近金刚石表面的钨与金刚石会形成一层碳化钨，属于化学键结合，对金刚石的把持力会提高。而钨层表面再使用化学镀或者电镀一层钴，钴和钨可以一定比例固溶，因而钴和钨之间不会存在相界面，且会以化学键结合；而在钴之后电镀或者磁控溅射一层铁。钴在α-铁中的固溶度可以达到70%，在β-铁中则可以无限固溶，因此同样钴和铁之间也不会存在相界面，并且会以化学键结合。

附图说明

图1为一种铁基胎体用金刚石镀复合结构剖面结构示意图。

其中1-金刚石；2-钨层；3-钴层；4-铁层。

具体实施方式

实施例1：

根据图1可知，一种铁基胎体用金刚石镀复合结构，它由金刚石1、钨层2、钴层3、铁层4组成。其特征在于：在金刚石1表面上镀有一层钨层2，在钨层2上另一面镀有一层钴层3，在钴层3上另一面镀有铁层4。

所述的金刚石1为颗粒状。

步骤1：金刚石1首先通过真空蒸发等镀钨层2，其主要工艺流程如下：

金刚石原材料与镀钨原材料按一定配比称量混合后装入镀覆罐内，然后将镀覆罐放入到真空室内，抽真空到并加热到700-800℃保温1-2h再冷却至常温后取出物料筛分即可得到镀钨金刚石。

步骤2：在完成镀钨层2之后，再电镀或者化学镀钴层3，其主要工艺流程如下：

将完成镀钨的金刚石使用碱化学除油，然后热水清洗，将表面油污除去干净后使用酸将其弱浸蚀使其表面活化，然后再入槽电镀，电镀液主要为含有钴离子的混合镀液。待电镀完成后，将外层镀好钴层3的金刚石在真空炉内加热到700-800℃，并保温3-5h，使钴层与钨层充分热扩散，以加强结合强度。待整个完成后，可得到含有钨层2和钴层3的金刚石。

步骤3：同法可将步骤2中电镀液换成含铁的镀液，可得到含有有钨层2和钴层3和铁层4的金刚石。

通过钨层2、钴层3和铁层4的过渡之后，一方面相邻镀层之间金属可以一定程度的相互固溶，镀层之间不会形成明显的相界面，保证了镀层的结合强度；另一方面，钨层的保护可以防止金刚石的石墨化之外，最外层的铁层因为与铁基胎体材料的主相是一致的，不存在短时间扩散问题，避免产生相界面；因此，金刚石表面如此金属化后，可以提高胎体金属材料对金刚石的把持力，提高了金刚石的利用率，延长了工具的使用寿命。