[发明专利]一种聚晶金刚石复合材料、节块及其制备方法

权利要求书

1.一种聚晶金刚石复合材料，其特征在于：由金属粉末和聚晶金刚石组成，所述的金属粉末制成蜂窝状结构，所述的蜂窝状结构的中空部分填充聚晶金刚石。

2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述的金属粉末与聚晶金刚石的体积比为(1-3)：(7-9)。

3.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述的金属粉末由W粉末、Co粉末、Cu粉末、Zn粉末、Ni粉末组成。

4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述的金属粉末中W粉末、Co粉末、Cu粉末、Zn粉末、Ni粉末的质量比为(60-80):(5-15):(5-10):(2-5):(5-10)。

5.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述的聚晶金刚石的粒度为1-3mm。

6.一种采用权利要求1-5任意一项所述的聚晶金刚石复合材料制成的节块，其特征在于：所述的节块由工作部分和支撑部分组成，所述的支撑部分用于支撑工作部分；所述的工作部分为聚晶金刚石复合材料，所述的支撑部分为硬质合金基体。

7.根据权利要求6所述的节块，其特征在于：所述的硬质合金基体为YG15。

8.根据权利要求6所述的节块，其特征在于：所述的支撑部分为柱状体，所述的柱状体内设置填充孔，所述的填充孔沿着柱状体的轴线方向设置。

9.根据权利要求8所述的节块，其特征在于：所述的柱状体的顶面为平顶或圆顶。

10.一种如权利要求7-9任意一项所述的节块的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1：将金属粉末混合均匀，得到胎体粉末；

S2：将胎体粉末制粒后作为原料使用；

S3：采用3D打印的方式将原料打印成底板、中间板及顶板；

其中，所述的顶板的下侧设有第一凹坑，所述的底板的上侧设有第二凹坑，所述的中间板的上侧设置第三凹坑，中间板的下侧设置第四凹坑，所述的底板、中间板和顶板由下到上组合在一起形成蜂窝状结构；

S4：在每个第二凹坑和第三凹坑内均放入聚晶金刚石，形成聚晶金刚石复合材料；

S5：将聚晶金刚石复合材料与硬质合金基体放入石墨模具内，然后放入六面顶压机内高温高压制备成节块。

11.根据权利要求10所述的节块的制备方法，其特征在于：步骤S2中胎体粉末制粒后得到粒径为50-100μm的类球形颗粒。

12.根据权利要求10所述的节块的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述的第一凹坑、第二凹坑、第三凹坑和第四凹坑均设置多个且呈一一对应关系；所述的第一凹坑、第二凹坑、第三凹坑和第四凹坑的结构及间距均采用有限元方法模拟得到。

13.根据权利要求10所述的节块的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述的中间板设置一个或多个。

14.根据权利要求13所述的节块的制备方法，其特征在于：

当所述的中间板设置一个时，步骤S4的具体过程如下：

在底板上侧的每个第二凹坑内均放入聚晶金刚石，然后盖上中间板；在中间板上侧的每个第三凹坑内均放入聚晶金刚石，盖上顶板，形成聚晶金刚石复合材料；

当所述的中间板设置多个时，步骤S4的具体过程如下：

在底板上侧的每个第二凹坑内均放入聚晶金刚石，然后盖上中间板；在中间板上侧的每个第三凹坑内均放入聚晶金刚石，再次盖上中间板，在中间板上侧的每个第三凹坑内放入聚晶金刚石，以此类推，直至达到所需要的厚度，最终盖上顶板，形成聚晶金刚石复合材料。

15.根据权利要求10所述的节块的制备方法，其特征在于：步骤S5中所述的高温高压的条件设置为：温度1350-1400℃，压力5-6GPa。