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　　申请号：201310418133

　　申请人：中原工学院禹州市和汇超硬材料有限公司

　　摘要：一种高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，包括如下步骤：把合成金刚石的原料按照质量百分比计量、混料、造粒、压制成合成棒；合成棒放入合成块中，放在真空干燥箱中恒温干燥备用；的合成块采用六面顶压机通过超高压高温合成；合成棒取出，经后处理得到自锐性多晶金刚石，再通过溶胶凝胶法原位聚合，在金刚石表面包覆一层氧化锆涂层，即形成高品级自锐性多晶金刚石。本发明产品的抗冲击韧性和热稳定性综合性能优良，能明显提高自锐性多晶金刚石在磨具中的把持力，磨削时能保持锋利自锐性，最终有利于提高磨具的寿命和加工效率。

　　独立权利要求：1.一种高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于包括如下步骤：（1）把合成金刚石的原料碳源石墨、触媒、活性稀土元素、纳米金刚石，按照质量百分比计量、混料、造粒、压制成合成棒；所述原料的质量百分比为：碳源石墨25～30%、活性稀土元素0.008～0.02%、纳米金刚石0.5～0.8%、余量为触媒；（2）由步骤（1）中压制成的合成棒放入合成块中，组装好的合成块放在真空干燥箱中恒温干燥备用；（3）把步骤（2）组装好的合成块采用六面顶压机通过超高压高温合成；（4）把步骤（3）合成后的合成棒取出，经后处理得到自锐性多晶金刚石，再通过溶胶凝胶法原位聚合，在金刚石表面包覆一层氧化锆涂层，即形成高品级自锐性多晶金刚石。

　　2. 根据权利要求1所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的步骤（1）中，碳源石墨是99%鳞片状天然石墨与1%碳纳米管的混合物，其中鳞片状天然石墨的粒度为200目；触媒作为催化剂，触媒采用气雾化铁锰镍钴金属合金粉粉末：纳米金刚石作为助成核剂，是由爆轰法生产的，粒度分布在20～100纳米之间。

　　3. 根据权利要求2所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的触媒辅加以微量稀土元素作活化剂，各组分的质量百分比为：Mn 20～25%、Ni 10～15%、Co 1～3%、稀土元素0.3～0.8%、余量为Fe。

　　4. 根据权利要求1所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的步骤（2）中，合成块由合成棒、叶腊石、导电钢圈、导电片、保温片、保温管和导电碳管组装而成；水平方向上从外到内依次由叶腊石、保温管、导电碳管组成筒体，筒体中从上到下依次包括导电钢圈、填料、双层导电片、合成棒、双层导电片、填料、导电钢圈；双层导电片的两层导电片之间设有保温片。

　　5. 根据权利要求4所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的导电碳管采用石墨短纤维增强、提高导电性。

　　6. 根据权利要求1所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的步骤（3）中，控制合成压力过程为：起始控制压力84MPa，保压100s，在30s内升压到90MPa，继续在60s内将控制压力升到95MPa，保压130～200s后开始卸压；合成温度通过控制加热功率来实现，开始加热功率是11kW，保持200s后把加热功率降至88kW，继续保温100～200s后停止。

　　7. 根据权利要求1所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：所述的步骤（4）中，溶胶凝胶法原位聚合，在金刚石表面包覆一层氧化锆涂层的具体方法是：以氯氧化锆和氨水为原料，控制氯氧化锆与氨水的初始摩尔比为1：0.5～2.0，在60～99 ℃，连续进行磁力搅拌加热，逐渐形成透明的溶胶；随后加入自锐性多晶金刚石，充分搅拌混合，再用水洗涤至用硝酸银试剂检验无氯离子，在750～850℃干燥3min，最终得到自锐性多晶金刚石。

　　8. 根据权利要求7所述的高品级自锐性多晶金刚石的合成工艺技术，其特征在于：干燥温度为800℃。