[发明专利]一种包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将金属粉与粘结剂进行混练、制粒得到金属粉末喂料；

2)用恒温热压机将金属粉末喂料压制成0.1～0.5㎜厚的金属粉末薄片；

3)采用丝印机在金属粉末薄片表面制备一层单元分布的胶水，将表面有涂层的金刚石颗粒固定在胶水上，得到金刚石单元分布的金属基金刚石复合胚体；将所述金属粉末薄片作为上下表层，所述金属基金刚石复合胚体作为中间层依次叠放制成初始胚；

4)将所述初始胚进行脱脂、预烧结处理，冷却后取出得到预烧胚；

5)将所述预烧胚进行高温压力烧结得到烧结坯；

6)将所得烧结坯机械加工，表面抛光得到包覆结构金属基金刚石复合材料。

2.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤1)所述金属粉为铜粉、铝粉中的一种，平均粒径为5～30μm。

3.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤1)所述粘结剂的组成按质量百分比：

PE蜡：10～20％，微晶石蜡：20～35％；中蜂蜡：10～25％，无规则聚丙烯：8～15％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：1～3％；均聚甲醛：3～10％，TPEE：3～10％，硬脂酸：10～15％。

4.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤1)控制粘结剂所占体积比为40％～60％；混炼温度为80～100℃，时间为3～4h；混炼机转速均为80～120r/min，混练后用造粒机制成直径为0.5～1mm的颗粒状喂料。

5.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤2)中所述金属粉末喂料平铺在恒温热压机模具中，模具温度100～140℃，压力为30～60Mpa。

6.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤3)所述表面有涂层的金刚石颗粒为表面涂层厚度0.1～0.5μm的人造高温高压金刚石、人造CVD金刚石或天然金刚石；金刚石颗粒粒径为100～500μm，涂层材料为SiC-Si、TiC-Ti中的一种；所述涂层采用离子镀膜方式在金刚石颗粒表面制备得到。

7.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤3)丝印所用胶水成分按质量百分比为：

松油醇90～98％、已二酸醚系塑化剂0.6～1％、氢化蓖麻油0.1～1％、卵磷脂0.2～1％、乙基纤维素0.1～3％。

8.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤4)所述脱脂、预烧结处理包括以下步骤：

将所述初始胚置于真空度为10^-3Pa的真空烧结炉中，从室温以5℃/min的速率升温至450～520℃，保温2～4小时，然后以3℃/min的速率升温至所述金属粉液相线温度，保温1～2小时。

9.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤5)所述高温压力烧结包括以下步骤：

将所述预烧胚在真空度10^-1～10^-2Pa，惰性气氛或还原性气氛下进行加热；从室温下以10～20℃/min的速率升温至所述金属粉液相线温度以下50-100℃范围；达到最高温后加压，压力为30～50Mpa，保温30～60min，保持压力随炉冷却至室温得到烧结坯。

10.如权利要求1所述包覆结构金属基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于步骤6)包括以下步骤：

用金刚石线锯、激光切割或者水刀中的一种切割方法将将金刚石和金属基叠加部分的复合材料切出，并保证所得复合材料表面壳层为金属基材料，经过机械加工、打磨抛光后得到表面金属壳层厚度为0.1～0.3mm、粗糙度Ra均低于0.4的包覆结构金属基金刚石复合材料。