一種金剛石粉末及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超硬材料聚晶金剛石復(fù)合片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種金剛石粉末 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超硬材料主要是指金剛石，它是目前已知的世界上最硬的物質(zhì)，其硬度都遠(yuǎn)高于 如剛玉、碳化娃W及刀具材料硬質(zhì)合金、高速鋼等硬質(zhì)工具等材料的硬度。因此，超硬材料 適于用來制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬質(zhì)材料方面，具有無可比擬的優(yōu)越性， 占有不可替代的重要地位。因而超硬材料在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。但是金剛石數(shù)量稀少、 價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，因此，研究人員利用高壓合成技術(shù)合成了聚晶金 剛石（PCD)，使金剛石的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到勘探、航空、航天、汽車、電子、石材等多個(gè)領(lǐng)域。隨 著金剛石應(yīng)用的進(jìn)一步拓展，與其相關(guān)的復(fù)合材料引起了研究者的廣泛興趣，聚晶金剛石 復(fù)合片就是其中之一。
[0003] 聚晶金剛石復(fù)合片是在高溫高壓下由許多細(xì)晶粒金剛石和硬質(zhì)合金基底在超高 壓高溫?zé)Y(jié)條件下復(fù)合而成的超硬復(fù)合材料，由于聚晶金剛石的結(jié)構(gòu)是取向不一的細(xì)晶粒 金剛石燒結(jié)體，其硬度及耐磨性雖低于單晶金剛石，但燒結(jié)體表現(xiàn)為各向同性，因此不會(huì)像 天然金剛石那樣沿單一解理面裂開，經(jīng)常作為加工工具主要用于石油、冶金、地質(zhì)鉆頭、擴(kuò) 孔器等，具有導(dǎo)熱性好、沖擊初性高、耐磨性好、硬度高、及自銳性好的特點(diǎn)，特別是具有高 的抗沖擊初性，其鉆進(jìn)速度和時(shí)效均為天然金剛石的許多倍，而且鉆進(jìn)過程中還可W有效 的保持孔徑。同時(shí)還可W用來切削非鐵金屬及其合金、硬質(zhì)合金W及非金屬材料，切削速度 為硬質(zhì)合金刀具的上百倍，耐用度為硬質(zhì)合金的上千倍。因而被廣泛應(yīng)用于石油鉆井，地質(zhì) 勘探及復(fù)合材料的精密及半精密的連續(xù)或斷續(xù)切削加工等機(jī)械加工領(lǐng)域。此外，隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，其還成為了航天、通訊等高科技領(lǐng)域重要的材料。
[0004] 隨著聚晶金剛石復(fù)合片在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，各行業(yè)對(duì)其的質(zhì)量的穩(wěn)定性和 性能也提出了更高的要求。然后現(xiàn)有技術(shù)中，聚晶金剛石復(fù)合片的合成一般采用不同粒徑 尺寸的金剛石微粉和少量粘結(jié)劑，與硬質(zhì)合金組合燒結(jié)而成，但是合成的聚晶金剛石復(fù)合 片質(zhì)量不一致，綜合性能不穩(wěn)定，復(fù)合片使用效率不高。 陽(yáng)〇化]因而，如何能夠找到一種更好的制備方法，使得聚晶金剛石復(fù)合片具有較穩(wěn)定的 質(zhì)量和更高的綜合性能，一直是領(lǐng)域內(nèi)生產(chǎn)廠家亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種金剛石粉末及其制備方法，本 發(fā)明提供的金剛石粉末，提高了金剛石粉末的混合均勻度，粒度分布均勻，降低了金剛石粉 末混合過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)而提高了聚晶金剛石復(fù)合片質(zhì)量穩(wěn)定性和綜合性能。
[0007] 本發(fā)明公開了一種用于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末，其特征在于，由W下原 料制備得到：
[0008] 金剛石粉 10~視重量份; 十六烷基五甲基裘化錠（可否擴(kuò)充） 化5~4 重量徐; 強(qiáng)堿 拂~40 重量份； 溶顯 1鄉(xiāng)-3循薰繁徐:； 米 200~400重量份。
[0009] 優(yōu)選的，所述金剛石粉末的粒度分布為2~22ym。
[0010] 優(yōu)選的，所述強(qiáng)堿包括氨氧化鋼和/或氨氧化鐘。
[0011] 優(yōu)選的，所述溶劑為乙醇、甲醇、乙二醇和丙酬中的一種或多種。
[0012] 本發(fā)明提供了一種金剛石粉末的制備方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0013] A)將金剛石粉、十六烷基=甲基漠化錠溶液、強(qiáng)堿溶液和溶劑混合后干燥，得到金 剛石粉末。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟A)具體為：
[0015] Al)將金剛石粉和強(qiáng)堿溶液進(jìn)行混合后，得到堿處理的金剛石粉；
[0016] A2)將上述步驟得到的堿處理的金剛石粉、十六烷基=甲基漠化錠溶液和溶劑再 次混合后干燥，得到金剛石粉末。
[0017] 優(yōu)選的，所述混合的溫度為60~90°C;所述混合的時(shí)間為2~5小時(shí)；
[0018] 所述再次混合的溫度為50~80°C;所述再次混合的時(shí)間為4~7小時(shí)。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟Al)之后，還包括將堿處理的金剛石粉進(jìn)行水洗至中性，并干 燥；
[0020] 所述中性的抑值為6~8。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟A2)之后，還包括將金剛石粉末用醇類溶劑洗涂后，抽濾并干 燥。
[0022] 本發(fā)明還公開了一種用于聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于，由上述任意一項(xiàng)技術(shù) 方案所述的金剛石粉末或上述任意一項(xiàng)技術(shù)方案所制備的金剛石粉末、硬質(zhì)合金和粘結(jié)劑 燒結(jié)而成。
[0023] 本發(fā)明公開了一種用于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末，由W下原料制備得到： 10~20重量份的金剛石粉，0. 5~4重量份的十六烷基=甲基漠化錠，20~40重量份的強(qiáng) 堿，150~300重量份的溶劑和200~400重量份的水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用 于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末及其制備方法，提高了不同粒度的金剛石粉的混合時(shí)的 均勻度，粒度分布均勻，降低了金剛石粉混合過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)而提高了聚晶金剛石復(fù) 合片質(zhì)量穩(wěn)定性和綜合性能?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中聚晶金剛石復(fù)合片制備過程中，由于不同 粒度的金剛石粉混合不均勻，進(jìn)而造成的復(fù)合片質(zhì)量一致性差、綜合性能不穩(wěn)定及使用效 率不高的問題。本發(fā)明制備的金剛石粉末分散性好，粒度分布均勻，作為合成聚晶金剛石復(fù) 合片的微粉在混料過程中能很好的與粘結(jié)劑彌散均勻的混合在一起，避免了由于金剛石粉 粒徑小、表面能大，在混料時(shí)易團(tuán)聚在一起的現(xiàn)象。從而在一定程度上提高了聚晶金剛石復(fù) 合片抗沖擊性、耐磨性，使合成的聚晶金剛石復(fù)合片的綜合性能較為穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 本發(fā)明制備的用于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末的粒度分布區(qū)間由原有的2~35ym提 局至1] 2~22 y m。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明未經(jīng)處理的金剛石粉末的粒度分布圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的金剛石粉末的粒度分布圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的金剛石粉末的粒度分布圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3制備的金剛石粉末的粒度分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但 是應(yīng)當(dāng)理解，運(yùn)些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的 限制。
[0029] 本發(fā)明所有原料，對(duì)其來源沒有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0030] 本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0031] 本發(fā)明所述金剛石粉末，即一種用于聚晶金剛石復(fù)合片的改性金剛石粉末。
[0032] 本發(fā)明公開了一種用于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末，其特征在于，由W下原 料制備得到：
[0033] 金剛石粉 iO~20重量份； --六燒基五甲基澳化鎮(zhèn)（可否護(hù)充） 0.5~4 重量份； 強(qiáng)堿 20~40重量份; 溶劑 150~300重量份； 水 200~400重量份。
[0034] 本發(fā)明所述用于聚晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉末的原料中，所述金剛石粉的加入 量?jī)?yōu)選為10~20重量份，更優(yōu)選為11~19重量份，最優(yōu)選為13~17重量份；所述金剛 石粉優(yōu)選為用于聚晶金剛石復(fù)合片時(shí)，多種不同粒度的金剛石微粉的混合微粉，本發(fā)明對(duì) 所述金剛石粉的粒度范圍沒有特別限制，根據(jù)制備的聚晶金剛石復(fù)合片的不同，金剛石粉 的粒度范圍也隨之不同；本發(fā)明所述金剛石粉的粒度分布通?？蒞為！~40ym，也可W為 1. 5~38Jim，也可W為1.8~35Jim，也可W為2~35Jim或是2~30Jim;所述金剛石粉 末的粒度分布能做到1~25Jim，更能做到1. 5~24Jim，更能做到1. 8~23Jim或是2~ 22ym;本發(fā)明對(duì)金剛石粉的其他條件沒有特別限制，W本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚 晶金剛石復(fù)合片的金剛石粉即可。
[0035] 本發(fā)明所述十六烷基=甲基漠化錠的加入量?jī)?yōu)選為1~2重量份，更優(yōu)選為 1.1~1. 9重量份，更優(yōu)選為1. 3~1. 7重量份，最優(yōu)選為1. 4~1.6重量份；所述強(qiáng)堿的加 入量?jī)?yōu)選為20~40重量份，更優(yōu)選為22~38重量份，更優(yōu)選為25~35重量份，最優(yōu)選 為27~32重量份；所述強(qiáng)堿優(yōu)選為氨氧化鋼和