[发明专利]一种带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料及其制备方法

权利要求书

1.一种带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料，包括聚晶金刚石芯和硬质合金环，其特征在于：所述聚晶金刚石芯由下述重量百分含量的原料组成：金刚石微粉94～98%和纳米金属结合剂2～6%，所述纳米金属结合剂由下述重量百分含量的原料组成：Co粉 99～99.5%、Ti粉0.2～0.30%、W粉0.15～0.25% 、Zr粉0.1～0.25%、Li粉0.05～0.15%。

2.如权利要求1所述的带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料，其特征在于：所述纳米金属结合剂中Co粉和W粉的粒径为20～30nm，Zr粉和Li粉的粒径为30～40nm。

3.如权利要求1所述的带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料，其特征在于：所述金刚石微粉粒度为0.5～2.5µm。

4.如权利要求1所述的带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料，其特征在于：所述硬质合金环由下述重量百分含量的原料组成： WC粉70～80%、Co粉19～28% 、TiC粉0.5～1%和NbC粉0.5～1%。

5.如权利要求4所述的带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料，其特征在于：所述硬质合金环中的WC粉的粒径为1.2～1.6µm，Co粉、TiC粉和NbC粉的粒径为1.0～1.2µm。

6.一种如权利要求1-5任一权利要求所述的带硬质合金环的聚晶金刚石拉丝模坯料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，将金刚石微粉用混酸溶液煮沸8～10h，用去离子水洗涤至中性，再用王水煮沸8～10h，并用去离子水洗涤至中性，然后再用碱溶液煮沸7～9h，最后用去离子水煮沸漂洗10～12h，烘干后备用，650～750℃下，氢气还原炉中还原处理纳米金属结合剂4～6h，备用；

步骤2，按所述配比称取步骤1中处理过的金刚石微粉和纳米金属结合剂，加入无水乙醇放入球磨罐内，在氮气保护下进行球磨混料，料和球的重量比为1∶2.5～3；料和无水乙醇的体积比为1∶1.2～1.5；速转30～40 r/min，球磨时间：35～40小时；

步骤3，将步骤2混合好的金刚石微粉装入硬质合金环孔内，在100吨液压机上用不低于15MPa压力进行预压，然后扣上钼杯、钼盖，形成复合体组件；

步骤4，将步骤3制备的复合体组件置于真空烧结炉中进行真空热处理，温度为750～800℃，时间大于等于300min，真空保持3×10^-4Pa～3×10^-3Pa；

步骤5，将步骤4热处理过的复合体组件置于合成组装块内，在六面顶压机上对其进行高温高压烧结，所述高温高压烧结具体采用一次升压一次升温最后慢降温慢降压退火工艺，烧结温度1500～1550℃，烧结压力为6～7GPa，烧结时间20～30min，烧结完成后，在真空度不大于3×10^-4Pa，温度550～650℃进行退火处理25～35min，再空冷至常温，即得。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的混酸由体积比例按0.8：1～1.2的硫酸和硝酸制得，金刚石微粉与混酸以1:7体积比混合。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的王水由体积比例按1：1～3的盐酸和硝酸制得，金刚石微粉与王水以1:7体积比混合。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的碱溶液由体积比例按0.4～0.7：1.5的氢氧化钾或氢氧化钠和去离子水制得，金刚石微粉与碱溶液以1:8体积混合。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述经去离子水煮沸漂洗后，其去离子水的导电率数值不大于2.7µS/cm。