一种金刚石二次包覆方法

摘要

一种金刚石表面两次包覆方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：首先在金刚石表面涂覆一层能浸润金刚石表面的油溶性粘合剂，并包覆一层碳化物形成元素层；经烘干后，在再碳化物形成元素层表面涂覆一层水溶性胶，并包覆一层结构型金属属粉，经搅拌均匀后烘干即为所需的包裹体。经本发明的方法制备出的金刚石利用率可提高到80％以上，能使金刚石制品的成本下降20％，切削速度提高15％，切削寿命提高20％以上。本方法可手工操作也可用简单机械操作，省去昂贵的造粒机，有很好的推广价值。

权利要求

1.一种金刚石二次包覆方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：首先在金刚石表面涂覆一层能浸润金刚石表面的油溶性粘合剂，并包覆一层碳化物形成元素层；经烘干后，再在碳化物形成元素层表面涂覆一层水溶性胶，并包覆一层结构型金属粉，经搅拌均匀后烘干即为所需的包裹体。

2.根据权利要求1所述金刚石二次包覆方法，其特征在于：所述油溶性粘合剂为丁苯橡胶、天然橡胶或502胶高分子胶中的任意一种，稀释溶剂为苯、甲苯、丙酮或汽油中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的金刚石二次包覆方法，其特征在于：所述碳化物形成元素的粒度要求为小于30μm，表面氧含量小于0.1％。

4.根据权利要求1所述的金刚石二次包覆方法，其特征在于：所述水溶性胶的原料为聚丙烯酸、聚乙烯醇或糊精中的任意一种，其稀释溶剂为蒸馏水。

5.根据权利要求1所述的金刚石二次包覆方法，其特征在于：所述结构型金属粉的粒度要求为小于75μm，表面氧含量小于0.2％。

说明书

一种金刚石二次包覆方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金刚石工具制造技术，具体说是涉及一种金刚石二次包覆方法，属机械制造领域。

背景技术

[0002] 在金刚石工具制造过程中，金刚石是包裹在金属结合剂中，经烧结成型制成金刚石工具的，在当前技术条件下，由于金刚石具有极高的化学稳定性，因而不容易与结合剂之间形成化学结合，导致胎体金属对金刚石把持力低，金刚石容易脱落，目前的金刚石利用率只有40~50％。优良的金属结合剂选用价格昂贵的钴Co，虽然可以提高金刚石的把持力，但价格昂贵的钴使生产厂家失去了市场竞争力。

[0003] 另外，在对于金刚石表面处理的现有技术中也有采用镀钛、镀镍等方法或金刚石造粒等方法来试图提高金刚石把持力，这些方法均没有考虑到经过处理后的金刚石颗粒与金属胎体间的结合，因而金刚石利用率没有大幅度提高。

发明内容

[0004] 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种金刚石二次包覆方法。本发明所提供的方法以提高金刚石工具中金刚石的利用率，来达到降低金刚石工具制造成本和提高金刚石工具使用性能的目的。

[0005] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

[0006] 本发明的金刚石表面两次包覆方法包括下述步骤：首先在金刚石表面涂覆一层能浸润金刚石表面的油溶性粘合剂，并包覆一层碳化物形成元素层，经烘干后，再在碳化物形成元素层表面涂覆一层水溶性胶，并包覆一层结构型金属属粉，经搅拌均匀后烘干即为所需的包裹体。

[0007] 本发明中所述油溶性粘合剂为含丁苯橡胶、天然橡胶或502胶量为8％～13％的高分子胶中的任意一种，其稀释溶剂为苯、甲苯、丙酮或汽油中的任意一种。

[0008] 所述碳化物形成元素为Co、W、Ti、Cr或Ag中的任意一种或其合金粉末；粒度要求为小于30μm，表面氧含量小于0.1％；所述碳化物形成元素的组分及其用量均可依照公知技术进行。

[0009] 所述水溶性胶的原料为聚丙烯酸、聚乙烯醇或糊精中的任意一种，其固态含量为1％～5％，稀释溶剂为蒸馏水。

[0010] 所述所述结构型金属粉为Ni、Fe、Cu或Sn中的任意一种或其合金粉末，粒度要求为小于75μm，表面氧含量小于0.2％；所述结构型金属粉的组分及其用量均可依照公知技术进行。

[0011] 本发明的有益效果如下：

[0012] 本发明中一次包覆物所采用的碳化物形成元素包裹层以及油溶性粘合剂——丁苯橡胶类高分子胶，在工具制造的烧结工序中，高分子类粘合剂会挥发逸出，而碳化物形成元素则与金刚石表面在高温下形成碳化物，产生化学键合，大大提高了对金刚石的把持力；所采用的二次包覆物——所使用的结构性金属粉在钴与金属胎体之间，在烧结过程中很容易形成金属间化合物或相溶相，总的效果是进一步提高了金刚石把持力，因而经这样处理的金刚石，利用率可提高至80％以上，而且其切削性能均有所提高。本发明中中所用钴量仅有传统用钴量的1％。

具体实施方式

[0013] 本发明以下将结合实施例作进一步描述：

[0014] 本发明的包覆工艺是在三维混料机中进行。

[0015] 实施例1

[0016] 取4000克拉金刚石，粒度组成为40/45：60％，45/50：30％，50/60：10％，品级为MBD级，置于内壁涂有聚四氟乙烯的三维混料机中，加入采用甲苯作为稀释溶剂的丁苯橡胶含量为10％的油溶性粘合剂20ml，搅拌10分钟后取出，晾干20分钟后，再放入三维混料机中，手工搅拌加入100g纯钴粉，加盖搅拌10分钟后取出，在真空烘箱中80℃烘30分钟，完成第一次包覆；第二次包覆重复上述过程，所不同点是，加入的水溶性胶为含聚乙烯醇2％的水溶液40ml，加入的结构型金属粉为20％铜包铁合金粉350克，最后在120℃烘干固化40分钟，最后得包覆物1210克，增重51.25％。

[0017] 取上述包覆物121克，加入金刚石工具用金属结合剂CSB-1 1420克，在三维混料机中混合20分钟后，制成直径1600金刚石锯片刀头108只，将其焊在直径1600锯片基体2 2
上，经切割试验，其结果为：下刀深度3cm，锯切速度为3.5m/小时，切割寿命为180m，优于同类产品10％，生产总成本为同类产品的80％。

[0018] 实施例2

[0019] 取3000克拉金刚石，粒度组成为35/40 60％，40/4540％，品级为MBD级，置于三维混料机中，加入采用甲苯作为稀释溶剂的天然橡胶含量为10％的油溶性粘合剂20ml，搅拌十分钟后取出，晾干20分钟后，再放入三维混料机中，加入80克钴铁合金粉(粒度为20μm，Fe70％、Co30％)，加盖搅拌十分钟后取出，在真空烘箱中80℃烘30分钟，完成第一次包覆；第二次包覆重复上述过程，所不同的是加入的水溶性胶为含聚丙烯酸3％的水溶液40ml，加入的结构型金属粉为铁铜合金(粒度为40μm，Fe80％、Cu20％)300克，最后在
120℃真空烘箱中烘干固化40分钟，得包覆物995克，增重65.8％。

[0020] 取上述包覆物8克，加入普通金属结合剂48克(铜粉28克，铁粉12克，锡粉8克)制成直径114金刚石陶瓷小切片，切割速度为2.5米/分，寿命为70延长米，优于同类产品(单独用铜粉28克、铁粉12克、锡粉8克时，速度为1.8米/分，寿命为54延长米)。

[0021] 实施例3

[0022] 取5000克拉金刚石，粒度组成为50/60 20％，60/70 60％，70/80 20％，品级为MBD级，按实施例1操作步骤，所不同的是，第一次加入的包覆胶是采用丙酮作为稀释溶剂的502胶含量为10％的油溶性粘合剂，加入量为25ml，所用的碳化物形成元素为羰基钴粉(粒度为10μm)，加入量为60克；第二次包覆用水溶性胶为含糊精量2％的水溶液100ml，结构型金属元素为羰基铁粉(粒度为25μm)350克，最终烘干后得包覆物1450克，增重45％。