[发明专利]一种硬质合金顶锤及其在六面顶压机上合成超硬材料的应用

权利要求书

1.一种硬质合金顶锤，其特征在于：该硬质合金顶锤采用的合金材料，以质量分数计，合金材料中钴的含量为3～8％，其添加剂Cr₃C₂含量为1.0～1.4％、VC含量为0.8～1.2％，余量为WC，合金材料平均晶粒度为0.6～1.6μm，孔隙度小于或等于2.1％，该硬质合金采用冷等静压成型工艺将原料压制成顶锤压坯，再通过压力烧结工艺对顶锤压坯进行烧结而制得，烧结温度为1500-1550摄氏度。

2.根据权利要求1所述一种硬质合金顶锤，其特征在于：所述硬质合金顶锤采用的合金材料，以质量分数计，合金材料中钴的含量为3％，其添加剂Cr₃C₂含量为1.0％、VC含量为0.8％，余量为WC，合金材料平均晶粒度为1.6μm，孔隙度为2.0％。

3.根据权利要求1所述一种硬质合金顶锤，其特征在于：所述硬质合金顶锤采用的合金材料，以质量分数计，合金材料中钴的含量为8％，其添加剂Cr₃C₂含量为1.4％、VC含量为1.2％，余量为WC，合金材料平均晶粒度为0.6μm，孔隙度为0.5％。

4.根据权利要求1所述一种硬质合金顶锤，其特征在于：所述硬质合金顶锤采用的合金材料，以质量分数计，合金材料中钴的含量为5％，其添加剂Cr₃C₂含量为1.0％、VC含量为0.8％，余量为WC，合金材料平均晶粒度为1.6μm，孔隙度为2.1％。

5.根据权利要求1所述一种硬质合金顶锤，其特征在于：所述硬质合金顶锤采用的合金材料，以质量分数计，合金材料中钴的含量为4％，其添加剂Cr₃C₂含量为1.0％，VC含量为0.8％，余量为WC，合金材料平均晶粒度为1.6μm，合金孔隙度为2.0％。

6.一种硬质合金顶锤在六面顶压机上合成超硬材料的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将如权利要求1～5中任一项所述的一种硬质合金顶锤固定于钢环中并安装在六面顶压机活塞的大垫块上；

(2)利用爆轰法、冲击法、静高压法、粉碎大颗粒法和化学气相沉积法中任一种方法得到用于合成超硬材料的原料微粉；

(3)利用电解法或酸或碱处理净化原料微粉颗粒，再用去离子水洗涤、过滤、分离、烘干原料微粉；

(4)真空高温处理0.5～3h，净化原料微粉表面，得到高纯度原料微粉，其中真空度为4×10^-4Pa～4×10^-1Pa，温度为600～1300℃；

(5)筛取出平均晶粒度为10nm～100μm的高纯度原料微粉；

(6)将高纯度原料微粉预压成型，放入六面顶压机上，在压力为6.4～8.9GPa，温度1350～1550℃下烧结1～50min，得到高性能超硬材料。

7.根据权利要求6所述的一种硬质合金顶锤在六面顶压机上合成超硬材料的应用，其特征在于：所述原料微粉为金刚石微粉或立方氮化硼微粉，对应的，合成的高性能超硬材料为高性能金刚石复合材料或聚晶立方氮化硼。