专利名称：一种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒的制作方法
技术领域：
本发明涉及合成金刚石用粉末触媒，更具体地说是一种用于合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案这种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，按重量百分数计，其合金成分为Mn24-26％、Co4.5-5.5％、富Ce混合稀土0.02-0.5％，Mo0.05-0.2％、N50-150PPm，余量为Ni。
在本合金组分中，加入了适量的稀土和钼，稀土合金可改善触媒合金的催溶性，使金刚石的合成范围更宽，工艺更易掌握，并粗化金刚石粒度，提高金刚石抗压强度；同时稀土有脱氧作用，因此，加入少量的稀土还可以降低粉末触媒的氧含量。本发明采用富Ce混合稀土，合金成本较低。另外，钼可以促进金刚石长大，所以含钼的粉末触媒与石墨混合有利于合成粗颗粒金刚石。粉末触媒中控制适当的氮含量，有利于金刚石颜色呈黄色。
本发明的合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒的合金成分最佳范围为按重量百分数计，其合金成分为Mn24.5-25.5％、Co4.5-5.5％、富Ce混合稀土0.2-0.4％，Mo0.08-0.12％、N50-150PPm，余量为Ni。
本发明的合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒的颗粒呈球形或类球形。
本发明的合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒的制备方法为下述步骤(1)配料，以重量百分比计，该合金的配料成分为Mn24-26％、Co4.5-5.5％、富Ce混合稀土0.02-0.5％，Mo0.05-0.2％，余量为Ni，
(2)将配料熔化，制备成预制合金锭，然后将预制合金锭在1400-1600℃温度下重熔，重熔过程中通入氮气，通气时间8-10min掺入N，最后利用高压气体(1.5-4.5MPa)，将金属液流击碎雾化成合金粉末。
本发明的这种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，采用快冷雾化工艺制备，制出的粉末触媒颗粒呈球形或类球形见
图1。
本发明的优点是1、本发明的合成金刚石用粉末触媒球形度好，比表面积大，可与石墨粉料充分混合，接触面积大，可有效提高触媒和石墨的利用率，合成金刚石时电流降低，顶锤消耗小，金刚石合成单产高，因此能够有效降低人造金刚石的生产成本。
2、本发明采用快冷雾化工艺使合金粉末成分均匀，组织均匀细小，颗粒呈球形，见图2，粉末触媒有利于C原子在三维方向扩散供碳，有利于金刚石的均匀形核和长大，提高合成金刚石的晶体完整性，从而使金刚石具有较高的抗压强度。
3、本发明的粉末触媒是在基体元素Ni、Mn、Co基础上添加富Ce混合稀土、Mo、N，富Ce混合稀土可降低粉末触媒的氧含量，提高触媒的催化活性促进金刚石晶体长大，提高金刚石的透明度，同时在粉末触媒中添加适当的氮50-150PPm，有利于金刚石颜色呈黄色，提高合成金刚石的品级。
4、本发明的粉末触媒与石墨粉混合后合成金刚石，合成后的晶体体内纯净，包裹体总量不多，且分布较为细小分散，表现为无规则排列，无气泡出现，从而使金刚石具有较好的冷热冲击强度，是制作金刚石工具制品的理想原料见图3。
实施例1本实施例中的一种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，按重量百分数计，其合金配料成分为Mn25％、Co5％、富Ce混合稀土(M1)0.3％、Mo0.1％、余量为Ni。
称取纯度为99.9％的Ni、Mn、Co、富Ce混合稀土(M1)和Mo配料，在惰性气体保护下在中频感应炉中将配料熔化后，通过快冷雾化工艺制备出合成金刚石用粉末触媒。
对制得的粉末触媒进行了分析，其合金粉成分为Mn24.75％、Co4.96％、M10.28％、Mo0.1％、N120PPm，余量为Ni。
将合金筛分，取粒度范围为-150目的合金粉与石墨粉料按一定比例均匀混合，在一定压力和温度下合成金刚石，粒度≥60目的比例占70％以上，其中50/60目金刚石的性能如表1所示表1Ni-Mn-Co粉末触媒合成金刚石的性能
实施例2其设备及操作方法基本同实施例1，唯一不同是，按重量百分数计，其合金的配料成分为Mn25％、Co5％、M10.2％、Mo0.1％、余量为Ni。
对制得的粉末触媒进行了分析，其合金粉成分为Mn24.7％、Co4.92％、M10.175％、Mo0.1％、N140PPm，余量为Ni。
取尺寸为-150目的合金粉与石墨粉料按一定比例混合均匀，在一定压力和温度下合成金刚石，粒度≥60目的比例占70％以上，其中50/60目金刚石的性能见表2。
表2 Ni-Mn-Co粉末触媒合成金刚石的性能
实施列3其设备及操作方法基本同实施例1，唯一不同是，按重量百分数计，其合金的配料成分为Mn、25％、Co5％、Ml0.2％、Mo0.08％、余量为Ni。
将配料熔化后立即浇注成预制合金锭，再将预制合金锭重熔后，通过快冷雾化技术制取合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒。
对制得的粉末触媒进行了分析，其合金粉成分为Mn24.75％、Co4.97％、Ml0.18％、Mo0.079％、N120PPm，余量为Ni。
取粒度范围为-150目的合金粉与石墨粉料按一定比例混合均匀，在一定压力和温度下合成金刚石，粒度≥60目的比例占70％以上，其中50/60目金刚石的性能见表3。
表3 Ni-Mn-Co粉末触媒合成金刚石的性能
综上所述，本发明的产品氧含量≤240PPm，球形度好，合金成分均匀，采用该触媒合成的金刚石单产高达12Ct以上(φ23mm腔体)，静压强度高于20kg的金刚石提取率大于10％，金刚石中60目以粗比例约占70％以上，金刚石晶体完整率高，透明度好，是制作金刚石锯片等工具制品的理想原料。
权利要求
1.一种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，其特征在于按重量百分数计，其合金成分为Mn24-26％、Co4.5-5.5％、富Ce混合稀土0.02-0.5％，Mo0.05-0.2％、N50-150PPm，余量为Ni。
2.根据权利要求1所述的合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，其特征在于按重量百分数计，其合金成分为Mn24.5-25.5％、Co4.5-5.5％、富Ce混合稀土0.2-0.4％，Mo0.08-0.12％、N50-150PPm，余量为Ni为佳。
3.根据权利要求1或2所述的合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒其特征在于该粉末触媒颗粒呈球形或类球形。
全文摘要
一种合成粗颗粒、高强度金刚石用粉末触媒，按重量百分数计，其合金成分为Mn24－26％、Co4.5－5.5％、富Ce混合稀土0.02－0.5％，Mo0.05－0.2％、N50－150ppm，余量为Ni。本发明的产品氧含量≤240ppm，球形度好，合金成分均匀，采用该触媒合成的金刚石单产高达12Ct以上，静压强度高于20kg的金刚石提取率大于10％，金刚石中60目以粗比例约占70％以上，金刚石晶体完整率高，透明度好，是制作金刚石锯片等工具制品的理想原料。
文档编号B01J23/889GK1428194SQ0114485
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者郭宏, 石力开, 马自力, 徐柱天, 徐骏, 杨必成, 邢吉丰, 卢彩涛, 经海 申请人:北京有色金属研究总院