申请人:河南广度超硬材料有限公司
发明人:连新兰 毛宝占
摘要:本发明涉及超硬材料合成领域,具体为高密度聚晶超硬材料制备方法。本发明提供高密度聚晶超硬材料制备方法,往大量的金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒中加入少量的碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物,在一定的温度和压力条件下进行烧结,形成一个或多个超薄颗粒粘结层,将颗粒粘结层粉碎后与碳类物质颗粒或六方氮化硼(HBN)再次烧结,得到高密度聚晶金刚石或高密度聚晶立方氮化硼。高密度聚晶超硬材料具有很高的热稳定性和化学反应惰性,兼具硬度和韧性,在制作成工具的过程中不需要使用过度的压力和温度,制作的刀具或钻头等有更高切削速度,更长的使用寿命。
主权利要求:1.高密度聚晶超硬材料,其特征在于,其包括,按重量比,70%-99%的金刚石颗粒,或者立方氮化硼颗粒,0.5%-25%的碳化物,或者氮化物,或者硼化物,或者碳氮化物,或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的两种、三种、四种的混合物,0.5%-5%的金属粘结剂;往所述的70%-99%的金刚石颗粒,或者立方氮化硼颗粒中,加入0.5%-25%的碳化物,或者氮化物,或者硼化物,或者碳氮化物,或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的两种、三种、四种的混合物,并加入0.5%-5%的金属粘结剂,在一定的温度和压力条件下进行烧结,形成一个或多个超薄颗粒粘结层,将颗粒粘结层粉碎后与碳类物质颗粒或六方氮化硼(HBN)再次烧结,得到高密度聚晶金刚石或高密度聚晶立方氮化硼。
2.根据权利要求1所述的高密度聚晶超硬材料制备方法,其特征在于,高密度聚晶金刚石包括大量的金刚石材料,或氮化硼材料,金刚石或者氮化硼体积在70%-99%。
3.根据权利要求1所述的高密度聚晶超硬材料制备方法,其特征在于,碳类物质为石墨、玻璃碳、石墨烯、任何类型的富勒烯、类金刚石碳中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高密度聚晶超硬材料的制备方法,其包括以下步骤: 步骤一:混料,按重量比,在70%-99%的金刚石颗粒或立方氮化硼颗粒中加入1%-30%的氮化物,或者硼化物,或者碳氮化物,或者碳化物、氮化物、硼化物和碳氮化物其中的两种、三种、四种的混合物,并加入0.5%-5%金属粘结剂,将上述物质混合搅拌均匀; 步骤二:初次烧结,将步骤一中得到的混合粉末加入到反应炉中,在温度700-1900℃,压力为200-800MPa和惰性气氛的条件下进行初次烧结,烧结时间为3-20m,得到超薄的颗粒粘结层; 步骤三:粉碎,将颗粒粘结层用已知的技术手段粉碎; 步骤四:二次加料,加入碳类物质颗粒或六方氮化硼(HBN),并搅拌混合均匀; 步骤五:二次烧结,将步骤四中的混合粉末送入到反应炉,在温度1700-2500℃,压力为5-18GPa和惰性气氛的条件下进行二次烧结,烧结时间为5-30m,得到高密度聚晶金刚石或高密度聚晶立方氮化硼。