[发明专利]一种金刚石工具用合金粉末及其制备方法

说明书

本发明提供一种金刚石工具用合金粉末及其制备方法，按照质量百分比计，该合金粉末包括以下组分：40～60％的Cu和40～60％的Sn；其制备方法包括：将金属原材料在惰性气体保护下进行熔炼，加热至预定加热温度后保温一定时间，得到合金熔体；将合金熔体倾出，并在惰性气体保护下利用高压水流将下落的合金熔体击碎，冷却后得到雾化粉末；将雾化粉末依次进行还原、烘干和粉碎操作，得到合金粉末。本发明提供的制备方法制备出的合金粉末中所含的金属元素种类少、比例易控制，其成分和组织更加均匀、纯净无杂质、粒径细小，从而使其材料性能更加稳定。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种金刚石工具用合金粉末及其制备方法。

背景技术

金刚石工具是以金刚石为切削材料，并借助于合金粉料制成的具有一定形状、性能和用途的工具，绝大多数采用混合金属粉末或者预合金粉末为粘结剂，与金刚石颗粒混合热压烧结制造。

金刚石工具主要是依靠金刚石的硬度来切削材料，在长期的切割过程中，金刚石受到冲击，包镶金刚石的部分基体极易被破坏，造成金刚石脱落，使工具报废。因此如何增强金刚石基体对金刚石的把持力，使金刚石工具在切割中不会过早脱落，从而提高金刚石工具的切割效率和工作寿命是行业内的公认难题。

目前，形成基体材料的金属粉末大多采用复合和弥散强化技术，将各种原料粉体进行高能球磨混料后，进行真空烧结来提高基体对超硬材料的结合力，但是这种方式制备的金属粉末还存在烧结和加工过程中容易破碎、材料性能不稳定等问题，在长期使用时仍存在金刚石基体的性能不稳定而无法提高对金刚石的把持力的问题，造成金刚石容易脱落而影响其切割效率和工作寿命。

发明内容

本发明实施例提供一种金刚石工具用合金粉末及其制备方法，以解决现有技术中金刚石工具用合金粉末的性能不稳定，在长期使用时仍存在金刚石基体对金刚石的把持力不够而造成金刚石容易脱落的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种金刚石工具用合金粉末，按照质量百分比计，所述合金粉末包括以下组分：40～60％的Cu和40～60％的Sn。

作为本发明第一方面的优选方式，按照质量百分比计，所述合金粉末包括以下组分：50％的Cu和50％的Sn。

第二方面，本发明实施例提供一种金刚石工具用合金粉末的制备方法，包括：

将金属原材料在惰性气体保护下进行熔炼，加热至预定加热温度后保温一定时间，得到合金熔体；其中，按照质量百分比计，所述原材料包括40～60％的Cu和40～60％的Sn；

将所述合金熔体倾出，并在惰性气体保护下利用高压水流将下落的所述合金熔体击碎，冷却后得到雾化粉末；

将所述雾化粉末依次进行还原、烘干和粉碎操作，得到合金粉末。

作为本发明第二方面的优选方式，在得到合金熔体的步骤中，按照质量百分比计，所述原材料包括50％的Cu和50％的Sn。

作为本发明第二方面的优选方式，在得到合金熔体的步骤中，按照10～30℃/min的升温速度加热所述合金熔体至1080～1180℃，并保温5～30分钟。

作为本发明第二方面的优选方式，在得到雾化粉末的步骤中，所述高压水流的水压为50～80MPa；所述高压水流由雾化喷嘴进行喷射，其中所述雾化喷嘴射流的回旋角度范围为0.18～0.72rad。

作为本发明第二方面的优选方式，在得到雾化粉末的步骤中，所述高压水流的流速与所述合金熔体的流速比为2:1～6:1；所述合金熔体被击碎后的冷却速度为10⁴～10⁶K/s。

作为本发明第二方面的优选方式，在得到合金粉末的步骤中，所述雾化粉末烘干后再采用氢气和氮气混合形成的还原气体进行还原，并在350～620℃下保温3～7小时。