[发明专利]爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺

说明书

本发明公开了爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺，采用液压机将多段样品管中的混合物挤出，工作效率较高；且避免采用车床、钻床可能造成的工具损坏，避免增加生产成本；采用将制得的多晶金刚石放入烧结炉中，全程充氮气保护，进行多段独特的温度加温保温处理，将金刚石的强度韧性提高，采用本申请制得的金刚石进行工件生产，能提升加工工件20％的强度韧性；采取冰冻干燥机去除金刚石水份后，多晶金刚石微粉相当疏松，多晶金刚石微粉之间形成了多孔疏松状，当要再次分散时，易于分散，免除了烘干后的研磨粉碎工序。

技术领域

本发明属于金刚石生产设备技术领域，具体涉及一种爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺。

背景技术

金刚石以其“世界最硬”的特点而成为研磨、抛光的理想材料，因天然聚晶金刚石(Carbonado型)产量稀少、价格昂贵，因此现在普遍使用的都是人工制造的金刚石。目前，人工制造金刚石的方法只有静压法、爆轰法及爆炸法三种。静压法所生产的金刚石皆为单晶，粒径通常在40～200μm之间，适合制作普通金刚石砂轮和常用抛光磨料等；爆轰法所生产的金刚石亦为单晶，平均粒径非常小，通常在12nm左右，其商业干粉团聚粒度达2μm，即使采用改性剂和表面活性剂制成的悬浮液其最粗团聚粒度也有130～150nm，且悬浮液中的团聚粒度分布较宽，目前主要用作润滑剂使用；爆炸法所生产的金刚石是最接近天然carbonado金刚石的聚晶金刚石，适合做芯片、硬盘的研磨抛光之用。

目前，爆炸合成金刚石的方法是先将石墨粉置于模具内，在压力机下压成与爆炸装置中的飞片形状相一致的柱形(圆形或正方形或矩形)石墨压实体。为调整石墨压实体的密度，有的在石墨粉中加入铁、铜、钴等金属粉；还有的在加入金属粉的同时加入树脂等胶结材料，并通过低温(小于300℃)烧结除去树脂同时改善石墨压实体的密度。之后，将石墨压实体置于爆炸装置的飞片下方，并保证一定的距离(此距离即为架高)。引爆爆炸装置上方的雷管，使炸药柱爆炸，推动飞片以一定的飞行速度打击石墨压实体，在石墨粉末内部产生高温、高压，致使石墨瞬态相变。最后，回收散落的石墨灰，并对石墨灰筛选、冲洗以及用硝酸、硫酸等强酸和强氧化剂等化学制剂进行去金属和残余石墨处理，即得到所合成的金刚石。

现有技术中，在利用爆炸冲击生产多晶金刚石过程中，为了在爆炸后能完整回收物料，防止物料飞散而难以回收，就必须将合成后的物料封闭在较厚、强度容器中，在金刚石合成后怎么将物料从容器中取出成为难题。

且因为多晶金刚石是在爆炸冲击下由石墨转化而成，由于转化时间非常短，于微秒间完成，多晶金刚石内部总有缺陷和微应力，强度韧性不高。

多晶金刚石微粉，特别是1.5微米以细的多晶金刚石，在常规的干燥情况下易于成团结块，在客户使用中不易分散，使其对要研磨抛光物体表面造成划伤，影响加工质量，常规对分级好的多晶金刚石微粉采取烘箱烘烤和微波加热去除水份，在烘烤和微波这二种去除水份中，多晶金刚石微粉都有成团结块趋势。

因此急需研发出一种爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺来解决以上问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

爆炸冲击合成多晶金刚石微粉生产工艺，包括以下步骤：

S1、用混合机混合石墨、金属添加物、金属粉；

S2、通过冲压机将混合均匀的石墨、金属添加物、金属粉冲压成混合块；

S3、对冲压后的混合块进行烧结，并再次冲压成混合块，重复烧结和冲压直至混合块达到所需密度；

S4、将密度合格的混合块放入爆炸合成金刚石装置的样品管中；

S5、爆炸合成金刚石装置进行爆炸作用生成石墨、金刚石、金属添加物、金属粉的混合物；