[发明专利]一种大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料及其制备方法，方法包括：将金属盐、无水乙醇以及分散剂溶于溶剂中，得到金属盐溶胶，将金刚石微粉分散在金属盐溶胶中，得到混合液；将碱液分散在所述混合液中反应，得到白色沉淀；将所述白色沉淀在还原气氛中进行加热处理，得到金刚石粘结剂混合物；将抑制剂分散在所述金刚石粘结剂混合物中放入碳化钨基体材料，经真空热处理后利用高温高压设备烧结，得到大尺寸细粒度刀具用PCD复合材料。该方法实用性强，工艺稳定性好。解决了现有条件下大尺寸细粒度刀具用PCD复合材料难烧结，且合成成品率低的问题，过此种方法可以批量合成出低应力高质量的大尺寸细粒度刀具用PCD复合材料，且可实现较高的成品率。

技术领域

本发明属于聚晶金刚石技术领域，尤其涉及一种大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料及其制备方法。

背景技术

大尺寸细粒度刀具用聚晶金刚石(PCD)复合材料是由0.05-1.5μm金刚石微粉、有机金属盐处理后粘结剂和与WC/Co(碳化钨/钴)硬质合金衬底在高温高压下烧结而成的，其一般使用在国内高精密机械加工中，其具有加工产品光洁度高，加工尺寸好等优点，随着国内机加领域的不断进步，高精密原件需求也越来越高，细粒度刀具用PCD复合材料的加工优势更为明显。

由于制备过程中超高压下的塑性变形和空隙的存在使金刚石原料局部处于高温低压的热力学不稳定状态，导致大尺寸细粒度刀具用PCD复合材料内部应力较大容易产生裂纹。

因此，现有技术还有待于进一步的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚晶金刚石复合材料的制备方法，旨在解决现有的大尺寸细粒度刀具用PCD复合材料在制备时由于高温高压条件下烧结出的聚晶应力较大容易产生裂纹的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种聚晶金刚石复合材料的制备方法，该方法包括以下操作步骤：

将金属盐、无水乙醇以及分散剂溶于溶剂中，得到金属盐溶胶；

将金刚石微粉分散在金属盐溶胶中，得到混合液；

将碱液分散在所述混合液中反应，得到白色沉淀；

将所述白色沉淀在还原气氛中进行加热处理，得到金刚石粘结剂混合物；

将抑制剂分散在所述金刚石粘结剂混合物中放入碳化钨基体材料，经真空热处理后利用高温高压设备烧结，得到聚晶金刚石复合材料。

可选地，所述的大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料的制备方法，其中，所述有机金属盐选自钛酸丁酯、柠檬酸铁、醋酸镍、醋酸铬、异辛酸钴、草酸钴和异辛酸镍中的一种或多种。

可选地，所述的大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料的制备方法，其中，所述有机金属盐中金属元素与所述金刚石微粉的质量比为0.05-20:75-98.5。

可选地，所述的大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料的制备方法，其中，所述分散剂为聚乙二醇或偏磷酸钠；所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或水。

可选地，所述的大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料的制备方法，其中，所述碱液选自碳酸氨溶液、碳酸氢氨溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢钾溶液和氨水中的一种或多种。

可选地，所述的大尺寸细粒度聚晶金刚石复合材料的制备方法，其中，所述将所述白色沉淀在还原气氛中进行加热处理，得到金刚石粘结剂混合物的步骤，具体包括：

将所述白色沉淀置于50-100℃的环境下干燥，干燥后在还原气氛中进行加热处理，得到金刚石粘结剂混合物；

所述还原性气氛中的还原性气体为甲烷、乙烷、氢气或一氧化碳。