CN110184491B - 一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 - Google Patents
一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110184491B CN110184491B CN201910478652.9A CN201910478652A CN110184491B CN 110184491 B CN110184491 B CN 110184491B CN 201910478652 A CN201910478652 A CN 201910478652A CN 110184491 B CN110184491 B CN 110184491B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drawing die
- polycrystalline diamond
- diamond wire
- die blank
- wire drawing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 20
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 6
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical group [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 8
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 8
- 229910001361 White metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000010969 white metal Substances 0.000 description 4
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002519 Co-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
- B21C3/025—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof comprising diamond parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1005—Pretreatment of the non-metallic additives
- C22C1/1015—Pretreatment of the non-metallic additives by preparing or treating a non-metallic additive preform
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
- C22C1/1073—Infiltration or casting under mechanical pressure, e.g. squeeze casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明涉及超硬材料制造技术，特别涉及一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法。先将金刚石微粉进行预成型，之后在预成型体表面沉积一层金属粘结剂薄膜，之后进行高温高压烧结制备聚晶金刚石拉丝模坯。本发明聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法简单便捷，巧妙的利用金属颗粒熔渗，从而在高温高压环境下制备出内部无金属团聚的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯。
Description
技术领域
本发明涉及超硬材料制造技术，特别涉及一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法。
背景技术
现有技术中制备聚晶金刚石拉丝模坯是采用金刚石微粉与金属粘结剂以一定比例混合，之后采用球磨机将二者混合均匀，最后采用高温高压法烧结成型，经过机加工形成聚晶金刚石拉丝模坯。但其存在以下问题：球磨混合聚晶金刚石与金属粘结剂时，易出现金属团聚，从而使得烧结后的聚晶金刚石拉丝模坯内部组织均匀性差，以此模坯制成拉丝模后可能引起拉拔过程中开裂、跑号等缺陷，造成模具失效。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术制备过程中因金属团聚而带来的问题，提供一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯，通过下法制备：先将金刚石微粉进行预成型，之后在预成型体表面沉积一层厚度为10-100μm的金属粘结剂薄膜，金属粘接剂薄膜的厚度优选为20μm之后进行高温高压烧结制备聚晶金刚石拉丝模坯。
其中，将金刚石微粉与成形剂混合并预成型为圆柱体。
成形剂的添加量为金刚石微粉质量的1%-10%。
所述的成形剂优选为硬脂酸锌或聚乙烯醇。
预成型的压力为5-20MPa。
进一步，通过物理气相沉积法，在预成型体表面沉积金属粘结剂薄膜。
进一步，所述的金属粘结剂薄膜为Co、Fe和Ni中的一种或一种以上的组合。
进行高温高压烧结前先在600-800℃下热处理去除成形剂。
优选的，在5-7GPa、1300-1500℃下进行高温高压烧结，更优选的，在5.6GPa、1400℃下进行高温高压烧结。
本发明采用现有技术中的物理气相沉积法，在已预成型的聚晶金刚石表面沉积一层金属粘结剂薄膜，之后再采用高温高压法烧结，利用薄膜颗粒金属熔渗进入聚晶金刚石内，使金刚石颗粒烧结为一体，内部无金属团聚，从而获得组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法简单便捷，巧妙的利用金属颗粒熔渗，从而在高温高压环境下制备出内部无金属团聚的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯。
附图说明
图1为实施例1中所述方法制得的聚晶金刚石拉丝模坯电镜图；
图2为实施例2中所述方法制得的聚晶金刚石拉丝模坯电镜图；
图3为实施例3中所述方法制得的聚晶金刚石拉丝模坯电镜图；
图4为实施例4中所述方法制得的聚晶金刚石拉丝模坯电镜图。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将金刚石微粉与成形剂混合，所用成形剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇与金刚石微粉的重量比为8%，将混匀的原料在10MPa压力下预成型为圆柱体；
2）采用磁控溅射法，在预成型体表面沉积一层厚度为20μm的金属Ni薄膜，具体操作步骤如下：将预成型体置于磁控溅射样品台，之后安装Ni靶，打开真空泵开始抽真空，待真空度低于1.0*10-3Pa时，通入氩气，至真空度为3.5Pa，同时调整样品偏压至-150V，调整靶材电压至0.15kv，溅射功率调至100W，开始溅射Ni薄膜。通过薄膜仪测得溅射厚度为20μm时，停止溅射；
3）将预成型体置于屏蔽杯内，在700℃下加热30分钟去除成形剂；
4）4）之后，在5.6GPa，1400℃下进行高温高压烧结，从而制备出组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯，其电镜图见图1，可见白色金属粘结剂均匀分布，无团聚现象。
实施例2
聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将金刚石微粉与成形剂混合，所用成形剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇与金刚石微粉的重量比为5%，将混匀的原料在8MPa压力下预成型为圆柱体；
2）采用磁控溅射法，在预成型体表面沉积一层厚度为80μm的金属Co薄膜，具体操作步骤如下：将预成型体置于磁控溅射样品台，之后安装Co金属靶，打开真空泵开始抽真空，待真空度低于1.0*10-3Pa时，通入氩气，至真空度为4.0Pa，同时调整样品偏压至-120V，调整靶材电压至0.20kv，溅射功率调至1500W，开始溅射Co薄膜。通过薄膜仪测得溅射厚度为80μm时，停止溅射；
3）将预成型体置于屏蔽杯内，在700℃下加热30分钟去除成形剂；
4）之后，在5.6GPa，1450℃下进行高温高压烧结，从而制备出组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯，其电镜图见图2，可见白色金属粘结剂均匀分布，无金属团聚现象。
实施例3
聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将金刚石微粉与成形剂混合，所用成形剂为硬脂酸锌，硬脂酸锌与金刚石微粉的重量比为5%，将混匀的原料在8MPa压力下预成型为圆柱体；
2）采用磁控溅射法，在预成型体表面沉积一层厚度为50μm的金属Fe薄膜，具体操作步骤如下：将预成型体置于磁控溅射样品台，之后安装Fe金属靶。打开真空泵开始抽真空，待真空度低于1.0*10-3Pa时，通入氩气，至真空度为2.5Pa，同时调整样品偏压至-100V，调整靶材电压至0.25kv，溅射功率调至120W，开始溅射Fe薄膜。通过薄膜仪测得溅射厚度为50μm时，停止溅射；
3）将预成型体置于屏蔽杯内，在700℃下加热30分钟去除成形剂；
4）之后，在5.6GPa，1350℃下进行高温高压烧结，从而制备出组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯，其电镜图见图3，可见白色金属粘结剂均匀分布，无金属团聚现象。
实施例4
聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，步骤如下：
1）将金刚石微粉与成形剂混合，所用成形剂为硬脂酸锌，硬脂酸锌与金刚石微粉的重量比为5%，将混匀的原料在8MPa压力下预成型为圆柱体；
2）采用磁控溅射法，在预成型体表面沉积一层厚度为50μm的金属Co-Fe薄膜，具体操作步骤如下：将预成型体置于磁控溅射样品台，之后安装Co-Fe合金靶，靶材中Co与Fe质量比为1:1。打开真空泵开始抽真空，待真空度低于1.0*10-3Pa时，通入氩气，至真空度为3.5Pa，同时调整样品偏压至-100V，调整靶材电压至0.15kv，溅射功率调至120W，开始溅射Co-Fe薄膜。通过薄膜仪测得溅射厚度为50μm时，停止溅射；
3）将预成型体置于屏蔽杯内，在700℃下加热30分钟去除成形剂；
4）之后，在5.6GPa，1350℃下进行高温高压烧结，从而制备出组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯，其电镜图见图4，可见白色金属粘结剂均匀分布，无金属团聚现象。
Claims (8)
1.一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，先将金刚石微粉进行预成型，之后在预成型体表面沉积一层金属粘结剂薄膜，之后进行高温高压烧结制备聚晶金刚石拉丝模坯将金刚石微粉与成形剂混合并预成型为圆柱体，所述的金属粘结剂薄膜为Co、Fe和Ni中的一种或一种以上的组合。
2.如权利要求1所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，成形剂的添加量为金刚石微粉质量的1%-10%。
3.如权利要求2所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，所述的成形剂为硬脂酸锌或聚乙烯醇。
4.如权利要求1所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，预成型的压力为5-20MPa。
5.如权利要求1所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，通过物理气相沉积法，在预成型体表面沉积金属粘结剂薄膜。
6.如权利要求1所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，进行高温高压烧结前先在600-800℃下热处理去除成形剂。
7.如权利要求1所述的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯的制备方法，其特征在于，在5-7GPa、1300-1500℃下进行高温高压烧结。
8.权利要求1-7任一制备方法获得的组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910478652.9A CN110184491B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910478652.9A CN110184491B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110184491A CN110184491A (zh) | 2019-08-30 |
| CN110184491B true CN110184491B (zh) | 2021-09-17 |
Family
ID=67720052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910478652.9A Active CN110184491B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110184491B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114409405A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 河南景链新材料有限公司 | 一种微观组织均匀的聚晶金刚石制品及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2565870B1 (fr) * | 1984-06-15 | 1988-05-13 | Triefus France Applic Indles | Procede de fabrication d'outils diamantes sur support souple et outils en resultant |
| GB201006821D0 (en) * | 2010-04-23 | 2010-06-09 | Element Six Production Pty Ltd | Polycrystalline superhard material |
| GB2482728A (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-15 | Element Six Production Pty Ltd | Polycrystalline superhard layer made by electrophoretic deposition |
| US8522900B2 (en) * | 2010-09-17 | 2013-09-03 | Varel Europe S.A.S. | High toughness thermally stable polycrystalline diamond |
| CN103691362A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-02 | 中国建筑材料科学研究总院 | 一种超细晶粒聚晶金刚石材料的制备方法 |
| CN105618499A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-01 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 高强度高耐磨聚晶金刚石拉丝模坯的制造方法 |
| CN106378717A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-08 | 南京航空航天大学 | 一种多晶体金刚石帖片的制备方法及用途 |
| CN108145168A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | 细粒度金刚石复合片及其制备方法 |
-
2019
- 2019-06-03 CN CN201910478652.9A patent/CN110184491B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110184491A (zh) | 2019-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108213441B (zh) | 一种纯铼管的制备方法 | |
| CN104694895A (zh) | 一种W-Ti合金靶材及其制造方法 | |
| CN111020508A (zh) | 一种高密度细晶粒无择优取向的w靶材及其制造方法 | |
| CN113096907B (zh) | 一种金属磁粉芯及其制备方法 | |
| CN110184491B (zh) | 一种组织均匀的聚晶金刚石拉丝模坯及其制备方法 | |
| CN102424918A (zh) | 一种级配钼粉结合熔渗制备MoCu梯度材料的方法 | |
| JP4729253B2 (ja) | 一酸化けい素焼結体および一酸化けい素焼結ターゲット | |
| US20230024291A1 (en) | Method for producing molybdenum alloy targets | |
| CN106587940A (zh) | 一种高纯致密氧化镁靶材及其制备方法 | |
| CN112453410B (zh) | 一种环形金属-陶瓷梯度材料及其制备方法 | |
| CN115488333B (zh) | 一种钼钛合金管靶及其制备方法与应用 | |
| CN113996791B (zh) | 一种高性能热压钕铁硼磁环的制造方法 | |
| CN115125426B (zh) | 一种含高密度位错/层错的无粘结相超细晶碳化钨硬质合金及其制备方法 | |
| JPH02240201A (ja) | 圧粉体の成形金型及び圧粉体の製造方法 | |
| CN113981387B (zh) | 一种钨硅靶材的制备方法 | |
| CN114702315A (zh) | 一种热弯陶瓷及其制备方法 | |
| JP2011045954A (ja) | サーメット焼結体および切削工具 | |
| CN113664199A (zh) | 航空发动机涡轮叶片热等静压近净成型方法 | |
| CN113185269A (zh) | 一种新型滑板复合工艺 | |
| CN116023142B (zh) | 一种碳化钨靶材及其制备方法和专用模具 | |
| CN111230095A (zh) | 一种高密度纯铼材料及其制备方法 | |
| CN109365824B (zh) | 一种6.5wt％高硅电工钢薄壁空心管材的制备方法 | |
| CN116356265A (zh) | 一种大尺寸细晶钨硅合金靶材制备方法 | |
| CN115594513B (zh) | 一种原位生成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| WO2024141077A1 (zh) | 一种碳化钨靶材及其制备方法和专用模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |