[发明专利]夹芯式金刚石聚晶复合片及其制备方法和所用结合剂

权利要求书

1.一种金刚石聚晶复合片用纳米金属结合剂，其特征在于：它由下述重量百分含量的原料组成：Co粉 97～99%、Ni粉0.78～1.8%、TaC粉0.2～0.7%、B粉0.02～0. 5%。

2.如权利要求1所述的纳米金属结合剂，其特征在于：所述原料中TaC粉和B粉粒径为20～30nm，Ni粉和Co粉粒径为30～40nm。

3.一种夹芯式金刚石聚晶复合片，其特征在于：依次包括上层硬质合金基体、中间层的金刚石聚晶层和下层硬质合金基体，三者经过高温高压烧结相互复合而成，所述金刚石聚晶层由下述重量百分含量的原料组成：金刚石粉92～96%和如权利要求1或2所述的纳米金属结合剂4～8%。

4.如权利要求3所述的夹芯式金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述金刚石粉的粒径为2～10µm。

5.如权利要求3所述的夹芯式金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述硬质合金基体由下述重量百分含量的原料组成：WC粉89.5～91%、NbC粉0.5～1%和Co粉8.5～9.5%。

6.如权利要求5所述的夹芯式金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述硬质合金基体的原料的粉末粒径：所述WC粉的粒径为2～2.5µm，NbC粉和Co粉的粒径为1.0～1.2µm。

7.一种如权利要求3-6任意一项所述的夹芯式金刚石聚晶复合片的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）净化与还原处理：将金刚石粉先用20～30%的氢氧化钠水溶液煮沸30～40min，用去离子水洗涤至中性，用硫酸和硝酸体积比为1：1的混酸溶液煮沸20～30min，并用去离子水洗涤至中性，然后再用盐酸与硝酸体积比例为1:1混合溶液煮沸20～30min，并再用去离子水洗涤至中性，备用；将纳米金属结合剂在氢气还原炉中于800～850℃温度下还原处理1.5～3h，备用；

2）混料：按比例称取处理过的金刚石粉和纳米金属结合剂，放入三维混料机内进行预混，三维混料机转速为：100±10 r/min，三维混料时间：15±5小时；然后将三维混好的料，再用行星式球磨机进行湿混，料与硬质合金球重量比1∶4～5；从球磨罐端部接口处加入无水乙醇和液体石蜡，液体石蜡与无水乙醇的体积比为1∶1000，无水乙醇和液体石蜡的总体积与料和硬质合金球的总体积之比为1∶1～1.5；行星式球磨机参数：公转：50±5 r/min，自转：110±5 r/min，球磨时间：10±5小时；

3）复合体组装与真空处理：先将下层硬质合金基体放入圆柱形钽杯内，倒入混合好的金刚石粉和纳米金属结合剂并刮平，然后放入上层硬质合金基体并扣上钽杯盖得复合体组件；将复合体组件置于真空烧结炉中，真空状态下按每个复合体组件1～1.5升氢气的比例通入一定量的氢气，在不大于3×10^-4Pa的真空条件下于850～900℃保温2.5～3.5小时；

4）高温高压烧结：将真空处理过的复合体组件置于合成组装块内，用六面顶压机在温度为1420±50℃、压力为6～7GPa的条件下合成40～50min。