[发明专利]用于金刚石制品的微合金铁基复合粉末及其制备方法

说明书

本发明的用于金刚石制品的微合金铁基复合粉末及其制备方法，属于金属材料粉末冶金的技术领域。微合金铁基复合粉末的组分有Fe基预合金粉末和超细添加剂粉末；Fe基预合金粉末参杂有Si、Mn、La+Ce混合稀土；超细添加剂粉末是Cr₃C₂或/和Mo₂C；按重量比为超细添加剂粉末︰Fe基预合金粉末＝0.3～5︰95～99.7。采用高温液态熔炼及高压水雾化方法制备Fe基预合金粉末，再与超细添加剂粉末均匀混配。本发明的方法能有效阻止粉末颗粒烧结粗化长大，提高粉末烧结体的综合力学性能，改善金刚石工具的锋利度；微合金铁基复合粉末能够满足以锋利度为核心要求的金刚石制品的工程使用要求。

技术领域

本发明属于金属材料粉末冶金的技术领域，具体涉及一种金刚石制品用的锋利型微合金功能化铁基预合金粉末的成分设计、水雾化制备方法及其与超细Cr₃C₂、Mo₂C粉末间的功能化组合应用。

背景技术

金刚石制品广泛应用于航空航天、机械加工、建筑施工等众多应用领域，其中，金属结合剂制品的消费量约占全部制品消费量的85％左右。金属结合剂按成分类别划分主要有铁基、铜基及钴基，其中钴基结合剂的综合性能最佳，但价格也最为昂贵。铁基结合剂由于价格低廉，可大幅度降低金刚石制品的开发成本与生产成本，一直是国内外金刚石制品行业的发展重点。目前金刚石制品行业所用铁基粉末种类繁多，有羰基铁粉、化学法所制备的超细铁粉、还原铁粉、电解铁粉、水雾化铁粉等。但目前金刚石制品行业所面临的一个工程难题是，无论采用哪种铁基粉末，均存在着一个突出的问题：就是烧结温度高，且高温烧结后组织结构呈粗化团块状的胎体，由于硬度高、耐磨性过强而限制了金刚石的出露高度，进而极大限制了金刚石工具的锋利度，换言之，铁基结合剂金刚石工具的锋利度差，是行业面临的共性难题。因而，如何在保证铁基胎体对金刚石具有良好的润湿性及合适的强度、硬度等基本机械性能来维持胎体对金刚石具有良好的固结把持能力的同时，改变胎体的合金化状态，弱化胎体的耐磨性，促进金刚石快速出刃而提高工具的锋利度，是行业发展需要亟待解决的技术难题。

羰基铁粉烧结体的综合机械性能好，但价格较高，烧结体的致密度、强度及硬度较高，耐磨性强，限制了金刚石的出刃高度，影响锋利度。

化学法制备的超细铁粉，粉末粒度细，但存在着氧含量高、烧结温度高、粉末烧结体的耐磨损性不易调节等问题。

电解铁粉存在着制备成本高、环境污染大、价格偏高、烧结体耐磨性强等问题，在行业中极少应用。

目前价格低廉、消费量最大的是还原铁粉，但生产厂家众多，质量参差不齐，波动性较大，严重影响金刚石烧结制品的质量稳定性，特别是制品的锋利度较差，并且锋利度的波动性也很大。

水雾化铁粉在行业中也得到了广泛应用，由于氧含量偏高且波动幅度大，也存在着综合机械性能欠缺、质量稳定性差、烧结温度高及粉末烧结体耐磨性高等问题。