[发明专利]带有三维骨架硬质合金基体的聚晶金刚石复合片制备方法

权利要求书

1.带有三维骨架硬质合金基体的聚晶金刚石复合片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）制备硬质合金基体；所述硬质合金基体由圆柱状硬质合金及其在所述圆柱的一个底面上通过3D打印方法制备的一层三维骨架结构层组成；所述三维骨架结构层为硬质合金层或者合金材料层；

B）所述圆柱状硬质合金的制备方法为传统粉末冶金液相烧结方法；所述三维骨架结构的制备方法为增材制造方法，包括SLM及喷胶3DP方法；

C）对基体进行机加工预处理与清洗，对金刚石微粉进行净化处理，对叶蜡石合成块进行热处理；

D）将金刚石微粉添加到所述硬质合金基体带有三维骨架结构的一侧，将金刚石微粉充分填入所述硬质合金基体的三维骨架结构空隙；

E）组装叶蜡石合成块；

F）采用六面顶压机高温高压烧结工艺对所述合成块进行高温高压烧结；

G）将高温高压烧结后的聚晶金刚石复合片进行机加工后处理；

步骤A）中，所述圆柱状硬质合金的材料为WC-Co硬质合金，Co的质量百分比为6-20%，所述三维骨架结构的材料为硬质合金、Ti合金、Zr合金、W合金、Mo合金、Cr合金中的一种或几种；

步骤B）中，所述三维骨架结构的制备方法为：通过逐层铺粉和激光熔融或者喷胶的方法建立硬质合金基体三维骨架结构模型，所述喷胶3DP方法还要在打印完毕后进行脱胶及烧结的过程，脱胶采用400-500℃氢气或保护性气氛下进行，烧结在1000-1350℃真空或保护性气氛下进行；

步骤D)中，其具体步骤包括：将金刚石微粉与有机凝胶混合后挤压进入所述硬质合金基体的三维骨架结构空隙并通过400-600℃保护气氛或氢气脱胶过程将凝胶彻底去除，可以将金刚石微粉与有机凝胶混合后再次挤压进入所述硬质合金基体的三维骨架结构空隙并通过400-600℃脱胶过程将凝胶彻底去除，这一过程进行2-5次，确保金刚石微粉充分填充所述硬质合金基体的三维骨架结构空隙；

所述金刚石微粉粒度为0.2-20微米；

步骤F）中，所述高温高压烧结工艺为烧结压力5~20GPa、烧结温度1400℃~1700℃、保温时间10~60min。

2.根据权利要求1所述的带有三维骨架硬质合金基体的聚晶金刚石复合片制备方法，其特征在于,步骤D)中，其具体步骤包括：将金刚石微粉、有机粘接剂、水或者无水乙醇的挥发性溶剂混合，在液体混合物状态下沉积到所述硬质合金基体带有三维骨架结构的一侧，将溶剂或水进行干燥；这一混合、沉积、干燥过程重复2-5次，确保金刚石微粉充分填充硬质合金基体带有三维骨架结构的空隙。

3.根据权利要求1所述的带有三维骨架硬质合金基体的聚晶金刚石复合片制备方法，其特征在于,所述三维骨架结构材料为WC-Co、Ti-5Ta-30Nb-8Zr、Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr、Zr50、Ti6Al4V、Co-Cr-Mo、CoCrMo、CoCrWMo中的一种或几种。