专利名称：钻石加工用聚晶金刚石的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种聚晶金刚石的加工方法，特别是涉及一种钻石加工用聚晶金刚石 的加工方法。
背景技术：
金刚石聚晶PCD (Polycrystalline diamond)是用细颗粒金刚石单晶在高温高 压下烧结而成的，该产品具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性，广泛用于 地质勘探、石油开采、天然宝石加工业和机械加工修整工具等领域。目前分人造金刚石聚晶 PCD和人造金刚石聚晶TSP两种。主要的形状有三角形、正方形、长方形、、圆柱形、两端圆弧 形、其多样化适用于各种钻探工具与地质要求。用于加工钻石的聚晶金刚石PCD，其磨耗比需要远远低于石油和地质钻头用的聚 晶金刚石TSP系列，相比于天然金刚石需要具有更高的研磨效率。目前，加工钻石用的大多数聚晶金刚石PCD研磨效率较低、自锐性能较差，为了提 高加工钻石用聚晶金刚石的使用率，需要提供一种能够加工成研磨效率较好、自锐性能好 的聚晶金刚石新的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钻石加工用聚晶金刚石的加工方法。通过本 发明加工方法制备的钻石加工用聚晶金刚石较软，自锐性能好，并且强度低。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是
本发明提供一种钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，所述加工方法包括以下步骤
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉58 62%和镍Ni 38 42% ；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 28 0. 32%的催化剂，将其原料和催化剂装入碳合成模中，然后将装有原料和催化剂的 碳合成模放入真空炉内保持58 62分钟；所述真空炉内真空度为0. 0009 0. 0012Pa，温 度为100 150°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为595 605A，加热时间为64 66s，压力为0. 8 1. 2 万公斤，保压时间为98 102s ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。根据上面所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，金刚石粒径20微米用W20表 示，金刚石粒径15微米用W15表示，金刚石粒径5 7微米用W5 7表示；步骤a中所述 金刚石粉中W20、W15和W5 7所占的重量百分含量分别为40%、35%和25%。根据上面所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，步骤b中所述催化剂为硼。根据上面所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，步骤c中所述高温高压合成过程中控制电流为600A，加热时间为65s，压力为1.0万公斤，保压时间为100s。根据上面所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，步骤d中所述得到本发明产 品钻石加工用聚晶金刚石的直径*厚度规格为10 * 0. 75mm。本发明的积极有益效果
1、利用本发明技术方案制备而成的聚晶金刚石PCD，用于加工钻石时，其产品比较 软、抗冲击韧性好，并且具有极高的耐磨性。本发明产品的磨耗比远远低于石油和地质钻头 用的聚晶金刚石TSP系列，相比于天然金刚石具有更高的研磨效率。2、利用本发明技术方案制备而成的钻石加工用聚晶金刚石P⑶，真正实现了金刚 石与金刚石之间的结合，其产品自锐性能好，研磨效率高。因而，本发明产品用于加工钻石 时，其使用率较高。具体实施例方式
以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。实施例1
一种钻石加工用聚晶金刚石PCD的加工方法，所述加工方法的详细步骤如下
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉60%和镍Ni40%;其 中60%的金刚石粉是由40%的W20金刚石粉、35%的W15金刚石粉和25%的W5 7金刚石 粉组成；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 3%的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中，然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉 内保持60分钟；所述真空炉内真空度为0. OOlPa，温度为120°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为600A，加热时间为65s，压力为1.0万公斤，保压时间为 IOOs ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。经过上述加工方法得到的产品钻石加工用聚晶金刚石P⑶的直径*厚度规格为 10 * 0.75mm。实施例2:
一种钻石加工用聚晶金刚石PCD的加工方法，所述加工方法的详细步骤如下
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉58%和镍Ni42%;其 中58%的金刚石粉是由40%的W20金刚石粉、35%的W15金刚石粉和25%的W5 7金刚石 粉组成；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 28%的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中，然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉 内保持58分钟；所述真空炉内真空度为0. 0009Pa，温度为100°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为595A，加热时间为64s，压力为0. 9万公斤，保压时间为 98s ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。经过上述加工方法得到的产品钻石加工用聚晶金刚石P⑶的直径*厚度规格为10 * 0.75mm。实施例3:
一种钻石加工用聚晶金刚石PCD的加工方法，所述加工方法的详细步骤如下
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉62%和镍Ni38%;其 中62%的金刚石粉是由40%的W20金刚石粉、35%的W15金刚石粉和25%的W5 7金刚石 粉组成；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 32%的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中，然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉 内保持62分钟；所述真空炉内真空度为0. 0012Pa，温度为150°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为605A，加热时间为66s，压力为1.2万公斤，保压时间为 102s ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。经过上述加工方法得到的产品钻石加工用聚晶金刚石P⑶的直径*厚度规格为 10 * 0.75mm。实施例4
一种钻石加工用聚晶金刚石PCD的加工方法，所述加工方法的详细步骤如下
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉61%和镍Ni39%;其 中61%的金刚石粉是由40%的W20金刚石粉、35%的W15金刚石粉和25%的W5 7金刚石 粉组成；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 31%的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中，然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉 内保持59分钟；所述真空炉内真空度为0. OOlPa，温度为130°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为602A，加热时间为65s，压力为1. 1万公斤，保压时间为 IOls ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。经过上述加工方法得到的产品钻石加工用聚晶金刚石P⑶的直径*厚度规格为 10 * 0.75mm。实施例5
一种钻石加工用聚晶金刚石PCD的加工方法，所述加工方法的详细步骤如下
a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉60%和镍Ni40%;其 中60%的金刚石粉是由40%的W20金刚石粉、35%的W15金刚石粉和25%的W5 7金刚石 粉组成；
b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均勻后另外加入占总原料量 0. 3%的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中，然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉 内保持60分钟；所述真空炉内真空度为0. 0009Pa，温度为110°C ；
c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合 成，高温高压合成过程中控制电流为602A，加热时间为66s，压力为1. 05万公斤，保压时间为 IOls ；
d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。
经过上述加工方法得到的产品钻石加工用聚晶金刚石P⑶的直径*厚度规格为 10 * 0. 75mm。
权利要求
一种钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤a、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉58～62%和镍Ni 38～42%；b、按照步骤a所述的原料组成称取金刚石粉和镍，混合均匀后另外加入占总原料量0.28～0.32%的催化剂，将其原料和催化剂装入碳合成模中，然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持58～62分钟；所述真空炉内真空度为0.0009～0.0012Pa，温度为100～150℃；c、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为595～605A，加热时间为64～66s，压力为0.8～1.2万公斤，保压时间为98～102s；d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。
2.根据权利要求1所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，其特征在于金刚石粒 径20微米用W20表示，金刚石粒径15微米用W15表示，金刚石粒径5 7微米用W5 7 表示；步骤a中所述金刚石粉中W20、W15和W5 7所占的重量百分含量分别为40%、35%和 25%。
3.根据权利要求1所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，其特征在于步骤b中 所述催化剂为硼。
4.根据权利要求1所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，其特征在于步骤c中 所述高温高压合成过程中控制电流为600A，加热时间为65s，压力为1. 0万公斤，保压时间 为 IOOs0
5.根据权利要求1所述的钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，其特征在于步骤d中 所述得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石的直径*厚度规格为10 * 0.75mm。
全文摘要
本发明提供一种钻石加工用聚晶金刚石的加工方法，本发明加工方法是以金刚石粉和金属镍为基本原料，另外加入一定量的硼，然后将其原料金刚石粉、镍和硼混合后加入碳合成模中，将其合成模放入真空炉内进行真空加热，将真空加热后的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成后进行卸压，卸压后即可得到本发明产品钻石加工用聚晶金刚石PCD。利用本发明技术方案制备而成的聚晶金刚石PCD，用于加工钻石时，其产品比较软、抗冲击韧性好，并且具有极高的耐磨性。本发明产品的磨耗比远远低于石油和地质钻头用的聚晶金刚石TSP系列，相比于天然金刚石具有更高的研磨效率。并且本发明产品自锐性能好，研磨效率高。
文档编号B01J3/06GK101940893SQ20101052208
公开日2011年1月12日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘小选, 苏振岭 申请人:郑州三和金刚石有限公司