CN108342633B - 胎体组合物、采用该组合物的金刚石节块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胎体组合物，按重量百分比计包括如下组分：60‑80％WC粉末，5‑15％Co粉末，5‑12％Cu粉末，3‑5％Mn粉末，2‑6％Zn粉末，3‑8％镍基自熔合金粉末；还涉及一种金刚石节块，包括工作层，按体积百分比由以下原料制成：胎体组合物50‑70％，金刚石30‑50％；还披露了上述节块的制备方法。上述胎体组合物中镍基自熔合金粉与Mn粉、Zn粉组合起来能很好的熔入其他金属粉末之间；金刚石是通过滚圆放入胎体的，不易脱落；再依次经真空热压烧结、热等静压处理；如此节块具有优越的抗冲击韧性、耐磨性和金刚石把持力，且金刚石均匀分布、受力均匀，能够在极其恶劣的钻探/钻孔环境下工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种胎体组合物，以及采用该组合物的金刚石节块，尤其是涉及地质、煤炭及石油钻探钻头或者建材、石材钻孔钻头用金刚石节块；还涉及该金刚石节块的制备方法。
背景技术
金刚石节块是碳化钨和钴为主要胎体材料包镶粗颗粒金刚石的烧结体，胎体耐磨性、抗冲击性极强，粗颗粒金刚石的钻切能力好，非常适用于恶劣环境难钻进地层的钻进。普通的金刚石节块通过胎体粉末(一般为高碳化物含量的硬质合金粉末)和金刚石混合均匀后热压烧结而成，由于金刚石浓度高，与胎体粉末比重差异大，因此较难获得混合均匀的胎体粉末，压制和烧结过程易金刚石间出现桥架现象，导致金刚石节块在金刚石桥架处出现硬度和强度弱区，使用过程中会在弱区提前失效，从而造成寿命短的问题。而且，由于金刚石节块在深井内受到的压力及冲击力巨大，需要节块具有极高的抗冲击韧性，而常规粉末冶金得到的金刚石节块根本无法满足巨大的冲击。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种胎体组合物。
本发明的目的之二在于提供一种采用上述胎体组合物制备的金刚石节块及其制备方法。该金刚石节块中，金刚石在节块内均匀分布，具有良好的耐磨性、硬度、抗冲击韧性，可以用于地质、煤炭及石油钻探钻头切削齿，或者建材、石材钻孔钻头切削齿等。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种胎体组合物，按重量百分比计包括如下组分：60-80％的WC粉末，5-15％的Co粉末，5-12％的Cu粉末，3-5％的Mn粉末，2-6％的Zn粉末，3-8％的镍基自熔合金粉末。
上述组分选择的理由如下：
WC粉末，作为强碳化物形成元素，是胎体最主要的耐磨成分。本发明提供的胎体组合物中WC含量控制在60-80wt％，添加量超过该比例则会造成烧结温度过高或者胎体烧结密实度不高，添加量低于该比例则会造成胎体耐磨性不够，金刚石过早脱落。
Co粉末，可有效降低钴和金刚石的内界面张力，对提高金刚石的把持力起到关键作用，且可提高胎体的抗弯强度。本发明提供的胎体组合物中Co含量控制在5-15wt％。
Cu粉末，与Zn粉末互熔，是胎体的主要粘结剂。本发明提供的胎体组合物中Cu含量控制在5-12wt％。
Mn粉末，对金属粉末具有一定的脱氧能力，参与胎体的合金化，强化胎体。本发明提供的胎体组合物中Mn含量控制在3-5wt％。
Zn粉末，与Cu粉末互熔，是胎体的主要粘结剂，且可降低胎体的烧结温度。本发明提供的胎体组合物中Zn含量控制在2-6wt％。
镍基自熔合金粉末对提高金刚石的把持力起到关键作用。本发明提供的胎体组合物中镍基自熔合金粉末含量控制在3-8wt％。
一种金刚石节块，包括工作层；所述工作层按体积百分比由以下原料制成：所述胎体组合物50-70％，金刚石30-50％。工作层中，按400％浓度制计算，所述金刚石的浓度为120-200％，该浓度的1/4是金刚石相对于工作层原料中所有物料的真实浓度，换言之，该浓度的1/4是金刚石相对于胎体组合物和金刚石的总加入量的真实浓度，即上文所述体积百分比30-50％。所述400％浓度是在节块工作层中每立方厘米含金刚石17.56克拉，而100％浓度则表示在节块工作层中每立方厘米含金刚石4.39克拉，所以120％-200％浓度表示在节块工作层中每立方厘米含金刚石5.268-8.78克拉。工作层中，金刚石的体积百分比低于30％，则会造成节块耐磨性不够，金刚石的体积百分比超过50％，则会因为金刚石过多造成节块强度不够；优选控制在35-47.5％。
上述金刚石节块中，作为一种优选实施方式，所述金刚石节块还包括过渡层，所述过渡层由所述胎体组合物制成。增设过渡层更能提高所述金刚石节块的焊接强度。
上述金刚石节块中，作为一种优选实施方式，所述过渡层的厚度为所述工作层厚度的1/4-1/6，该厚度配比下的金刚石节块具有更长的使用寿命。
上述金刚石节块中，作为一种优选实施方式，所述金刚石的粒度为-18～+25目(即能透过18目筛网，但透不过25目筛网，即尺寸约为710-1000微米之间的金刚石)；优选地，所述金刚石的粒度为-18～+20目(即能透过18目筛网，但透不过20目筛网，即尺寸约为850-1000微米之间的金刚石)，或者为-20～+25目(即能透过20目筛网，但透不过25目筛网，即尺寸约为710-850微米之间的金刚石)，或者为-18～+20目(也可称为18/20目)与-20～+25目(也可称为20/25目)的混合粒度(即所述金刚石为-18～+20目的金刚石与-20～+25目金刚石的混合物)。上述金刚石节块中，作为一种优选实施方式，所述金刚石节块的形状可以根据需要任意设计，优选为对称楔形(参见图1)、扁圆头形(参见图2)、圆柱不对称楔形(参见图3)、跑道形(参见图4)等。
一种金刚石节块的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，胎体组合物混料步骤：按照上述胎体组合物的配比称取原料，混合处理均匀，得到胎体粉末；
步骤二，工作层原料制备：对所述金刚石进行喷胶处理，然后根据上述工作层原料配比将所述胎体粉末在金刚石表面滚圆，形成中心为金刚石外层为胎体粉末的金属球(参见图5)；即，每个所述金属球内含有一颗金刚石；将工作层中所需的全部胎体粉末都包裹在各个金刚石的表面，形成粒度较为均匀的金属球，可保证在工作层中金刚石在胎体中均匀分布；
步骤三，压制成型处理：取步骤二制得的金属球铺设到模具中，进行压制成型处理，得到成型坯；
步骤四，脱胶处理：对步骤三得到的所述成型坯进行脱胶处理；
步骤五，真空烧结处理：将步骤四得到的坯料组装到石墨模具内，进行真空烧结处理，得到烧结坯；
步骤六，热等静压处理：将步骤五得到的所述烧结坯包套后进行热等静压处理，得到所述金刚石节块。
本发明的技术思路是：通过引入加胶-滚圆工艺使金刚石颗粒在胎体材料中均匀排布，即通过特殊处理使每一颗金刚石根据设计浓度在其表面包覆一层一定厚度的胎体粉末，然后烧结成金刚石节块，这种工艺使得节块中金刚石的桥架现象大大降低，在其钻进过程中，金刚石节块通过不断消耗包镶的胎体材料从而出露新的金刚石而达到持续自锐的效果，从而长时间地保持较快的机械钻速。由于金刚石节块在深井内受到的压力及冲击力巨大，需要节块具有极高的抗冲击韧性，而常规粉末冶金得到的金刚石节块根本无法满足巨大的冲击，因此本申请的金刚石节块制备过程中还采用热等静压工艺，在高温高压的共同作用下，节块各向均衡受压，使金刚石节块的致密度高、均匀性好、性能优异，抗冲击性大大提高。在滚圆时，根据工作层中金刚石和胎体组合物的配比，即金刚石的浓度120-200％来确定滚圆所需的胎体组合物的量。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤三之前还包括：过渡层原料制备步骤：取适量所述步骤一制得的所述胎体粉末，加入胶后搅拌均匀，进行制粒处理，得到金属颗粒；所述步骤三中，首选取步骤二制得的金属球铺设到模具中，然后取所述过渡层原料制备步骤制得的金属颗粒铺设在模具中的金属球上面，再进行压制成型处理，得到成型坯。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤六之后，还包括后处理步骤，对所述金刚石节块进行打磨毛刺、喷砂处理，得到金刚石节块成品。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中，所述混合处理的时间为16-24h(比如16.5h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、23.5h)，所述混合处理过程中，加入所述胎体组合物重量的2-5％(比如2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％)的酒精，用于湿润金属粉末，使得粉末之间混合的更均匀。
上述金刚石节块的制备方法中，步骤二中喷胶处理即在金刚石的表面上喷胶，所用的胶的作用是为了使金刚石表面粘住所述胎体粉末形成圆型或近圆形的金属球，过渡层原料制备步骤中所用的胶是为了将过渡层金属粉末进行制粒，本发明中使用的胶可以是从市场上购买或者采用通常的方法配制，作为一种优选实施方式，所述胶由制粒剂、乙二醇和异丙醇混合、搅拌、加热制成，其中，所述制粒剂优选为GB600制粒剂，制粒剂、乙二醇和异丙醇的重量比为3:5:2；搅拌速度优选为580-620rpm，加热温度优选为60-80℃。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤二中，所述喷胶处理的喷胶量是胎体组合物重量的1-3％(比如1.2％、1.5％、1.8％、2.2％、2.5％、2.8％)。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，过渡层原料制备步骤中所述胶的添加量为所述胎体组合物重量的2-5％(比如2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％)；更优选地，制粒后金属粉末团聚后的粒度，即所述金属颗粒的粒度为-20目。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤三中，所述压制成型处理的压力150-200MPa(比如152MPa、155MPa、160MPa、170MPa、180MPa、185MPa、190MPa、195MPa)，保压时间5-10s(比如6s、7s、8s、9s)。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤四中，所述脱胶处理的温度为500-550℃(比如505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃、535℃、540℃、545℃)，时间为50-70min(比如52min、55min、58min、62min、65min、68min)。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤五中，所述真空烧结处理的温度为980-1100℃(比如990℃、1000℃、1020℃、1040℃、1060℃、1080℃、1090℃)，压力30-40MPa(比如32MPa、34MPa、36MPa、38MPa、39MPa)，保温时间5-10min(比如5.5min、6min、7min、8min、9min、9.5min)，真空度为1×10-1Pa以下。
上述金刚石节块的制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤六中，所述热等静压处理的温度为880-1000℃(比如885℃、890℃、900℃、920℃、940℃、960℃、980℃、990℃、995℃)，压力120-160MPa(比如125MPa、130MPa、135MPa、140MPa、145MPa、150MPa、155MPa)，保温保压时间为30-60min(比如32min、35min、40min、45min、50min、55min、58min)。
以上步骤和工艺条件在互不冲突的前提下，可以组合使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)镍基自熔合金粉与Mn粉、Zn粉组合起来能很好的熔入其他金属粉末如碳化钨、铜粉、钴粉之间，使得胎体具有很好的强度、抗冲击韧性。
2)由于金刚石是通过滚圆放入胎体的，金刚石颗粒之间没有直接接触，胎体对金刚石有极高的把持力，金刚石不容易脱落，因此金刚石节块具有良好的耐磨性。
3)金刚石节块经过真空热压烧结后，胎体已经比较致密，致密化度可达到97％以上；再经过热等静压处理，进一步将胎体的致密化度提升到99％以上，极大地提高了胎体的抗冲击韧性和耐磨性。
4)本发明的金刚石节块具有优越的抗冲击韧性、耐磨性和金刚石把持力，且金刚石均匀分布、受力均匀，能够在极其恶劣的钻探/钻孔环境下工作。
附图说明
图1为本发明优选实施例提供的对称楔形金刚石节块结构示意图；
图2为本发明优选实施例提供的扁圆头形金刚石节块结构示意图；
图3为本发明优选实施例提供的圆柱不对称楔形金刚石节块结构示意图；
图4为本发明优选实施例提供的跑道形金刚石节块结构示意图；
图5为金刚石滚圆后形成的金属球的照片示意图；
图6为本发明提供的金刚石节块中金刚石分布照片示意图。
具体实施方式
以下将通过实施例结合附图对本发明的内容做进一步的详细说明，本发明的保护范围包含但不限于下述实施例。
实施例中未注明具体实验步骤或条件的，按照本领域内的文献所描述的常规步骤的操作或条件即可进行。实施例中使用的滚圆设备是振筛机，也就是让金刚石在设备上震动，翻滚、烘干、过筛形成圆球；实施例中喷胶处理采用喷胶机进行；实施例中使用的各种试剂和原料均为市售产品，镍基自熔合金粉为BNi71CrSi，按GB1085 9-89，AWS：BNi5，牌号：Titd-Ni06)。
实施例1
1)本实施例中使用的胎体组合物的组分和配比如下：按重量计包括60份碳化钨粉，15份钴粉，12份铜粉，5份锰粉，4份锌粉和4份镍基自熔合金粉。按上述配比取原料进行配混料；混料时加入胎体组合物重量的3％酒精，混料时间20h；得到胎体粉末。
2)工作层原料制备：首先，对金刚石进行喷胶处理，喷胶量是胎体组合物重量的2％，其中，胶由GB600制粒剂、乙二醇和异丙醇按照重量比为3:5:2经混合、搅拌、加热制成，搅拌速度600rpm，加热温度70℃；然后，按照工作层中各种原料的配比，将全部所述胎体粉末在金刚石表面滚圆，形成中心为金刚石外层为胎体粉末的金属球(参见图5)，每个金属球内含有一颗金刚石；金刚石浓度按400％浓度制计算，为130％(实际上金刚石占32.5％，胎体组合物占67.5％)，金刚石粒度为18/20目；
3)过渡层原料制备：首先，取适量的步骤1)制得的所述胎体粉末，加入3％的胶后搅拌均匀，然后，进行制粒处理，过20目筛网，形成粒度为-20目的金属颗粒；
4)取步骤2)制得的金属球装入钢模中，然后取步骤3)制得的金属颗粒装入钢模中并铺设在金属球的上面，进行压制成型处理，压力150MPa，压制时间为8s，得到成型坯；
5)将步骤4)得到的成型坯放入还原炉内进行脱胶处理，温度550℃，时间60min；
6)将步骤5)得到的成型坯组装到石墨模具内，放入真空热压烧结炉内进行真空热压烧结处理，温度为980℃，压力为40MPa，保温时间为6min，真空度1×10-1Pa，得到烧结坯；
7)将步骤6)得到的烧结坯放入钢制包套中，放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，热等静压处理的温度为880℃，压力150MPa，保温保压时间为60min，得到金刚石节块；
8)将步骤7)得到的金刚石节块进行打磨毛刺、喷砂处理，得到金刚石节块成品。图6为本实施例制备的金刚石节块的平面形貌图，从图中可以看出金刚石在节块内均匀分布。本实施例制得的金刚石节块为15mm高的圆柱体，其中过渡层和工作层是垂直分布的，过渡层厚度为工作层厚度的1/4，具体，上部为工作层、厚度为12mm，下部为过渡层、厚度为3mm；金刚石节块的寿命通过测试磨耗比的方法测试，磨耗比是指将节块与80目碳化硅砂轮对磨，砂轮损耗的重量与节块损耗的重量比值，具体测试方法参见JB/T3235-1999，经测试本实施例制备的金刚石节块的寿命(磨耗比)为10万；其他性能测试结果见表3。
实施例2
1)本实施例中使用的胎体组合物的组分和配比如下：按重量计包括70份碳化钨粉，10份钴粉，5份铜粉，5份锰粉，5份锌粉和5份镍基自熔合金粉。按上述配比取原料进行配混料；混料时加入胎体组合物重量的3％酒精，混料时间20h；得到胎体粉末。
2)工作层原料制备：首先，对金刚石进行喷胶处理，喷胶量是胎体组合物重量的2％，胶由GB600制粒剂、乙二醇和异丙醇按照重量比为3:5:2经混合、搅拌、加热制成，搅拌速度600rpm，加热温度70℃；然后，按照工作层中各种原料的配比，将全部所述胎体粉末在金刚石表面滚圆，形成中心为金刚石外层为胎体粉末的金属球(参见图5)，每个金属球内含有一颗金刚石；金刚石浓度按400％浓度制计算，为150％(实际上金刚石占37.5％，胎体组合物占62.5％)，金刚石为18/20目和20/25目按照重量比1:1混合；
3)过渡层原料制备：首先，取适量的步骤1)制得的所述胎体粉末，加入3％的胶后搅拌均匀，然后，进行制粒处理，过20目筛网，形成粒度为-20目的金属颗粒；
4)取步骤2)制得的金属球装入钢模中，然后取步骤3)制得的金属颗粒装入钢模中并铺设在金属球的上面，进行压制成型处理，压力150MPa，压制时间为8s，得到成型坯；
5)将步骤4)得到的成型坯放入还原炉内进行脱胶处理，温度550℃，时间60min；
6)将步骤5)得到的成型坯组装到石墨模具内，放入真空热压烧结炉内进行真空热压烧结处理，温度为1050℃，压力为40MPa，保温时间为6min，真空度1×10-1Pa，得到烧结坯；
7)将步骤6)得到的烧结坯放入钢制包套中，放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，热等静压处理的温度为950℃，压力150MPa，保温保压时间为60min，得到金刚石节块；
8)将步骤7)得到的金刚石节块进行打磨毛刺、喷砂处理，得到金刚石节块成品。本实施例制得的金刚石节块形状、高度与实施例1中的相同，其中过渡层厚度为工作层厚度的1/5，经与实施例1中相同的方法测试，本实施例制备的金刚石节块的寿命(磨耗比)为12万，其他性能测试结果见表3。
实施例3
1)本实施例中使用的胎体组合物的组分和配比如下：按重量计包括80份碳化钨粉，5份钴粉，6份铜粉，4份锰粉，2份锌粉和3份镍基自熔合金粉。按上述配比取原料进行配混料；混料时加入胎体组合物重量的3％酒精，混料时间20h；得到胎体粉末。
2)工作层原料制备：首先，对金刚石进行喷胶处理，喷胶量是胎体组合物重量的2％，胶由GB600制粒剂、乙二醇和异丙醇按照重量比为3:5:2经混合、搅拌、加热制成，搅拌速度600rpm，加热温度70℃；然后，按照工作层中各种原料的配比，将全部所述胎体粉末在金刚石表面滚圆，形成中心为金刚石外层为胎体粉末的金属球(参见图5)，每个金属球内含有一颗金刚石；金刚石浓度按400％浓度制计算，为190％(实际上金刚石占47.5％，胎体组合物占52.5％)，金刚石粒度为18/20目；
3)过渡层原料制备：首先，取适量的步骤1)制得的所述胎体粉末，加入3％的胶后搅拌均匀；然后，进行制粒处理，过20目筛网，形成粒度为-20目的金属颗粒；
4)取步骤2)制得的金属球装入钢模中，然后取步骤3)制得的金属颗粒装入钢模中并铺设在金属球的上面，进行压制成型处理，压力150MPa，压制时间为8s，得到成型坯；
5)将步骤4)得到的成型坯放入还原炉内进行脱胶处理，温度550℃，时间60min；
6)将步骤5)得到的成型坯组装到石墨模具内，放入真空热压烧结炉内进行真空热压烧结处理，温度为1100℃，压力为40MPa，保温时间为6min，真空度1×10-1Pa，得到烧结坯；
7)将步骤6)得到的烧结坯放入钢制包套中，放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，热等静压处理的温度为1000℃，压力150MPa，保温保压时间为60min，得到金刚石节块；
8)将步骤7)得到的金刚石节块进行打磨毛刺、喷砂处理，得到金刚石节块成品。本实施例制得的金刚石节块形状、高度与实施例1中的相同，其中过渡层厚度为工作层厚度的1/6，经与实施例1中相同的方法测试，本实施例制备的金刚石节块的寿命(磨耗比)为15万，其他性能测试结果见表3。
实施例4-5
除热等静压处理步骤的参数不同于实施例1以外，其他操作步骤和参数同实施例1。实施例4-5的热等静压处理参数如下表1。
表1实施例4-5热等静压处理参数
实施例6-9
除真空烧结处理步骤的参数不同于实施例1以外，其他操作步骤和参数同实施例1。实施例6-9的真空烧结处理参数如下表2。
表2实施例6-9的真空烧结处理参数
实施例10-13和对比例1
实施例10-13除胎体组合物的配比不同于实施例1以外，其金刚石节块的制备方法同实施例1。实施例10-13中使用的胎体组合物的配比如下表3。
表2实施例10-13的胎体组合物组分及配比(wt％)
试验例
本发明对以上实施例和对比例制备得到的金刚石节块进行测试，结果参见表3。硬度HRC的测试方法是使用洛氏硬度计测试硬度；抗弯强度采用在万能材料试验机上采用三点弯曲试验方法进行测试；致密度采用排水法测试；冲击功采用摆锤冲击试验仪测试。
表3实施例金刚石节块性能测试结果
| 编号 | 硬度HRC | 抗弯强度/MPa | 致密化度/％ | 冲击功/J |
| 实施例1 | 50 | 1015 | 99.5 | 452 |
| 实施例2 | 56 | 985 | 99.1 | 428 |
| 实施例3 | 58 | 962 | 99 | 410 |
| 实施例4 | 48 | 930 | 98.7 | 401 |
| 实施例5 | 51 | 928 | 99.0 | 392 |
| 实施例6 | 45 | 880 | 98.2 | 368 |
| 实施例7 | 52 | 935 | 98.6 | 421 |
| 实施例8 | 53 | 910 | 99.2 | 415 |
| 实施例9 | 55 | 872 | 98.9 | 388 |
| 实施例10 | 47 | 941 | 99.2 | 416 |
| 实施例11 | 52 | 918 | 98.9 | 405 |
| 实施例12 | 56 | 985 | 99.1 | 428 |
| 实施例13 | 58 | 962 | 99.0 | 410 |
| 对比例1 | 46 | 815 | 98.4 | 352 |
从以上实施例可以看出，本发明提供的金刚石节块具有优越的抗冲击韧性、耐磨性和金刚石把持力，且金刚石均匀分布受力均匀，能够在极其恶劣的钻探/钻孔环境下工作。
Claims (12)
1.一种胎体组合物，其特征在于，所述胎体组合物按重量百分比计包括如下组分：60-80％的WC粉末，5-15％的Co粉末，5-12％的Cu粉末，3-5％的Mn粉末，2-6％的Zn粉末，3-5％的镍基自熔合金粉末；
所述镍基自熔合金粉为BNi71CrSi，按GB1085 9-89，AWS：BNi5，牌号：Titd-Ni06。
2.一种金刚石节块，其特征在于，所述金刚石节块包括工作层；所述工作层按体积百分比由以下原料制成：如权利要求1所述的胎体组合物50-70％，金刚石30-50％；
所述金刚石节块还包括过渡层，所述过渡层由所述胎体组合物制成，所述过渡层的厚度为所述工作层厚度的1/4-1/6。
3.根据权利要求2所述的金刚石节块，其特征在于，所述金刚石的体积百分比为35-47.5％。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的金刚石节块，其特征在于，所述金刚石的粒度为-18～+25目。
5.根据权利要求4所述的金刚石节块，其特征在于，所述金刚石的粒度为-18～+20目，或者为-20～+25目，或者为-18～+20目与-20～+25目的混合粒度。
6.根据权利要求4所述的金刚石节块，其特征在于，所述金刚石节块的形状为对称楔形、扁圆头型、圆柱不对称楔形或跑道形。
7.一种金刚石节块的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一，胎体组合物混料步骤：按照如权利要求1所述胎体组合物的配比称取原料，混合处理均匀，得到胎体粉末；
步骤二，工作层原料制备：对金刚石进行喷胶处理，然后根据权利要求2-6中任一项所述工作层原料配比将所述胎体粉末在所述金刚石表面滚圆，形成中心为金刚石、外层为胎体粉末的金属球；
步骤三，压制成型处理：取步骤二制得的所述金属球铺设到模具中，进行压制成型处理，得到成型坯；
步骤四，脱胶处理：对步骤三得到的所述成型坯进行脱胶处理；
步骤五，真空烧结处理：将步骤四得到的坯料组装到石墨模具内，进行真空烧结处理，得到烧结坯；
步骤六，热等静压处理：将步骤五得到的所述烧结坯包套后进行热等静压处理，得到所述金刚石节块；
所述步骤三之前还包括：过渡层原料制备步骤：取适量所述步骤一制得的所述胎体粉末，加入胶后搅拌均匀，进行制粒处理，得到金属颗粒；所述步骤三中，首选取步骤二制得的金属球铺设到模具中，然后取所述过渡层原料制备步骤制得的金属颗粒铺设在模具中的金属球上面，再进行压制成型处理，得到成型坯；
步骤三中，所述压制成型处理的压力150-200MPa，保压时间5-10s；
步骤四中，所述脱胶处理的温度为500-550℃，时间为50-70min；
步骤五中，所述真空烧结处理的温度为980-1100℃，压力30-40MPa，保温时间5-10min，真空度为1×10-1Pa以下；
步骤六中，所述热等静压处理的温度为880-1000℃，压力120-160MPa，保温保压时间为30-60min。
8.根据权利要求7所述金刚石节块的制备方法，其特征在于，所述步骤六之后，还包括后处理步骤，对所述金刚石节块进行打磨毛刺、喷砂处理，得到金刚石节块成品。
9.根据权利要求7或8中任一项所述金刚石节块的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述混合处理的时间为16-24h，所述混合处理过程中，加入所述胎体组合物重量的2-5％的酒精。
10.根据权利要求7或8中任一项所述金刚石节块的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述喷胶处理的喷胶量是胎体组合物重量的1-3％。
11.根据权利要求7或8中任一项所述金刚石节块的制备方法，其特征在于，所述过渡层原料制备步骤中，所述胶的添加量为所述胎体组合物重量的2-5％；所述金属颗粒的粒度为-20目。
12.根据权利要求7或8中任一项所述金刚石节块的制备方法，其特征在于，步骤二中和所述过渡层原料制备步骤中，所述胶由制粒剂、乙二醇和异丙醇混合、搅拌、加热制成，其中，所述制粒剂为GB600制粒剂，制粒剂、乙二醇和异丙醇的重量比为3:5:2；搅拌速度为580-620rpm，加热温度为60-80℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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