超硬材料网

　　申请号：201510347888.0
　　申请人：中南钻石有限公司
　　发明人：张涛 卢灿华 刘俊涛 窦明

　　摘要：本发明公开了一种良好导电性金刚石聚晶复合片及其制备方法，该复合片的金刚石聚晶层中金刚石微粉75～85%、硬质合金粉12～20%和纳米金属结合剂3～5%，金刚石微粉中不含硼金刚石微粉60～70%、含硼金刚石微粉30～40%；硬质合金粉中WC粉85～90%、Co粉8～12%、Ti粉1.5～2%和TaC粉0.5～1%；通过金刚石聚晶层配方采用硼、碳化钨等导电、耐热材料，克服了现有技术得到的金刚石聚晶复合片导电性和耐热性不能同时兼顾的缺陷，所制备的金刚石聚晶复合片与现有技术得到的金刚石复合片相比同时具有良好导电性和优异的耐热性，满足了复合片放电、焊接加工及使用要求。本发明的制备方法，工艺简单、制备方便，可操作性强。

　　主权利要求：1.一种良好导电性金刚石聚晶复合片，包括金刚石聚晶层和硬质合金基体，其特征在于：所述金刚石聚晶层由下述重量百分含量的原料组成：金刚石微粉75～85%、硬质合金粉12～20%和纳米金属结合剂3～5%，所述金刚石微粉由下述重量百分含量的原料组成：不含硼金刚石微粉60～70%、含硼金刚石微粉30～40%，所述硬质合金粉由下述重量百分含量的原料组成：WC粉85～90%、Co粉8～12%、Ti粉1.5～2%和TaC粉0.5～1%。
　　2.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述金刚石微粉粒度为0.5～40μm。
　　3.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述含硼金刚石微粉的硼元素含量为0.0005～0.015%。
　　4.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述硬质合金粉中WC粉和Co粉的粒径为1～3μm，Ti粉和TaC粉的粒径为1.5～2μm。
　　5.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述纳米金属结合剂由下述重量百分含量的原料组成：Co粉 97～99%、Ni粉0.45～2%、W粉0.5～0.9% 、B粉0.05～0.1%。
　　6.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述纳米金属结合剂中Co粉和Ni粉的粒径为20～30nm，W粉和B粉的粒径为30～40nm。
　　7.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，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88～92%、Co粉7～10% 、TiC粉0.5～1%和NbC粉0.5～1%。
　　8.如权利要求1所述的金刚石聚晶复合片，其特征在于：所述硬质合金基体中的WC粉的粒径为1.8～2.2μm，Co粉、TiC粉和NbC粉的粒径为1.0～1.2μm。
　　9.一种上述任意一项权利要求所述的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：分别将金刚石微粉和硬质合金粉先用20～30%的氢氧化钠水溶液煮沸10～15min，用去离子水洗涤至中性，用硫酸和硝酸体积比例为1:1的混酸溶液煮沸10～15min，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的混合溶液煮沸10～15min，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650～700℃温度下还原处理3～4h，备用； 2）混料：按所述配比称取处理过的金刚石微粉、硬质合金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80±5r/min ，三维混料时间为20±5h，然后将三维混好的料，再投入球磨机进行湿混，料和球的重量比为1:3～4，并从球磨罐端部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1.6∶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1:1～2，球磨机的转速为：75±5 r/min，球磨时间：12±4h； 3）复合体组装与真空处理：将混合好的金刚石微粉、硬质合金粉和纳米金属结合剂倒入圆柱形钼、锆杯内，然后放入硬质合金基体并扣上钼盖得复合体组件；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700～750℃温度下保温3～4h； 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1500±50℃、压力为7～8GPa的条件下合成30～40min。