[发明专利]一种金刚石熔盐镀钨的方法

说明书

本发明涉及一种金刚石熔盐镀钨的方法，其特征在于将金刚石在丙酮中超声清洗去除表面的油污后，接着用酒精超声清洗并干燥；然后将清洗后的金刚石、含钨铵盐、熔盐用盐按一定比例混合并球磨，将球磨好的粉末置于氧化铝坩埚中进行高温处理，处理温度为900‑1200℃，保温时间0.5‑4h，随炉冷却。将高温处理后的粉末进一步的研磨，经多次超声波振动和蒸馏水煮沸以去除盐，即得到镀钨金刚石。该方法制得的镀钨金刚石表面含有为WC与W，镀层均匀，综合力学性能好，与金属粉末烧结后结合力强，适用于制备各种金刚石切削、磨削工具。

技术领域

本发明涉及一种金刚石熔盐镀钨的方法，该工艺成本较低，操作方便；制备的镀钨金刚石表面含有为WC与W，镀层均匀，综合力学性能好，与金属粉末烧结后结合力强，适用于制备各种金刚石切削、磨削工具。

背景技术

金刚石是由碳原子组成的一种晶体，属于四面体组成的面心立方结构，每个四面体中心与顶角的碳原子以共价键紧密连接，这使得金刚石具有很高的硬度，除此之外，金刚石还有抗腐蚀，耐磨性高，化学性质稳定，导热性好等优点。随着现代工业和科学技术的不断发展，金刚石工具已经成为工业生产中的必需品，对工业的发展起到重要作用。

金刚石由于具有优异的力学性能，广泛应用于制造各种金刚石耐磨、切削工具当中，如珩磨油石、锯片等。在制造各种工具时，金刚石一般以颗粒的形式镶嵌于各种基体当中，工作时正是金刚石颗粒起到磨削或切削的作用。但因为金刚石的化学性质稳定，所以在烧结各种金刚石工具时，金刚石与基体无化学键的产生，而只靠物理作用结合，这使得结合力较弱，工作时，金刚石易发生脱落，从而使得工具丧失切削或磨削性能。

为了解决上述问题，可以采取以下两种方式：(1)向结合剂中添加碳化物形成元素，可以在烧结时与金刚石发生反应；(2)在金刚石颗粒表面镀覆一层金属。方法(1)中，结合剂中的碳化物元素过于稀少，而且烧结温度可能低于碳化物元素与金刚石反应的温度，所以一般采用方法(2)，在金刚石表面镀覆金属，一方面镀层均匀，减少漏镀的现象，可以使得金刚石与基体更好的结合；另一方面金刚石表面有一层镀层存在，可以起到保护的作用，减少在烧结时金刚石发生的碳化现象。

根据资料检索，现有的方法中一般有对金刚石表面镀覆一层可形成碳化物的金属元素，镀覆完成后的界面为金刚石-碳化物-金属，镀覆的金属元素有Ti、Mo、Cr、Ni、W等。如中国专利201310241082.4“一种在金刚石颗粒表面包覆TiC层的方法”介绍了一种真空蒸发镀钛的方法；而中国专利201210553393.X“一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法”则是采用化合反应镀钛；中国专利201310578977.7“一种高导热金刚石/铜复合材料及其制备方法”利用磁控溅射镀钛或铬；中国专利201110194213.9“一种高体积分数金刚石/铝导热功能复合材料的制备方法”采用盐浴镀钛镀铬；中国专利201010562541.5“一种制备高体积分数金刚石增强铜基复合材料的方法”利用真空蒸镀方法镀铬；而中国专201510118258.6“一种金刚石粒子表面化学镀Ni-P合金的方法”则是使用化学镀方法镀镍；中国专利201510037123.7“对金刚石表面镀Mo及金刚石/Cu复合材料的制备方法”是利用扩散法镀钼；中国专利200410096800.4“一种金刚石表面镀钛镀镍镀铜复合结构及制造方法”是真空蒸镀、电镀、化学镀同时使用。

以上镀覆金属的实例，其中Cr、Ni若在无压烧结的情况下可能会使得金刚石发生大量碳化的现象，而镀Ti的成本较高，所以一般选取适应性较广的W，镀W会在金刚石表面形成WC或W₂C镀层，达到保护金刚石颗粒，增强结合力的效果。