[00950900]新型金刚石制品的研究

随着科学技术的发展，金刚石(包括天然金刚石和人造金刚石)超硬工具在工业生产中被广泛使用。如：高尺寸精度的金属丝材的拉拔要使用金刚石拉丝模，各种硬质材料(包括石材，硬质合金，陶瓷，工具石料与玉器)的加工要用金刚石锯，金刚石磨头、金刚石砂轮等。这些金刚石工具都需要用一定成分配比的金属粉末的烧结方法或是把一定大小金刚石颗粒镶嵌在金属胎体中(如金刚石拉丝模)或是把一定粒度的金刚石粒子烧结成一定形状尺寸的工具(如锯齿块、磨头、砂轮等)。制造这类工具，国内主要使用纯金属粉(单质金属粉如铜粉、镍粉、钴粉、锡粉等)，按一定成份配比，配好混匀，经压制、烧结制成制品, 烧结温度大多在700-800℃温度范围，而金刚石在高温下有石墨化倾向，使金刚石工具使用性能与寿命下降。国际上技术先进的公司要求烧结温度不高于700℃，但其材料工艺技术是保密的，另外在已有的纯金属粉配方中要使用稀缺且价格昂贵的钴粉(650元/μg)，而且各种金属粉(特别是铜粉)易氧化，给粉末存放生产管理等方面带来很大困难。为此，该院科研人员研制新型金刚石合金粉末，以满足石材与其它硬质材料加工业和出口金刚石工具的需要。技术状况：针对不同类型金刚石工具对合金粉末性能的要求，主要在以下方面进行研究工作：基础理论：合金元素对复合合金粉烧结温度的影响；合金元素对复合合金粉在不同温度下烧结样品组织结构与性能(抗弯强度与硬度)的影响；强力球磨机械合金化对复合合金粉烧结温度、烧结样品组织结构与性能的影响；合金元素对复合合金粉与金刚石粒子(包括天然金刚石，人造金刚石及金刚石聚晶)的复合、包覆及其它特性的影响；以复合合金粉制备金刚石工具、金刚石粒模，石材加工用金刚石锯(齿)或磨头衔磨条压制、烧结工艺的研究；以复合合金粉制备的金刚石工具包括金刚石粒丝模，石材加工用金刚石锯(齿)或磨头的现场使用特性考查与失效分析。产品及工艺：预合金粉的研制：熔炼，液相零比法制备预合金粉，确立粉末和分布熔点优化材料工艺；制备复合合金粉：以强力球磨法制备复合合金粉；压制与烧结工艺：调整压制与烧结工艺，研究合金成分、机械合金化及压制烧结工艺参数等因素对样品组织结构及性能的影响，应用XRD.SEM，EPS微区分析等方法研究烧结体的组织结构及对金刚石的包覆的特性性能测试包括烧结体样品的宏观硬度、显微硬度和抗弯强度等技术经济指标。金刚石工具用复合合金粉及其烧结样品性能指标：根据冷压与热压要求供应不同形状的粉末。粒度熔点：700℃以下的3种，700℃-50℃的3种；复合合金粉烧结制品的性能指标：金刚石拉丝模用：(工艺温度低于700℃)要求白色：HRB80-100，金黄色：HRB80-100；金刚石踞和磨头砂等用：金黄色：HRB90-95，HRB95-105，HRB105一115三种，可根据用户要求供货。解决金刚石拉丝模行业用低烧法温度金属粉末的难题，为石材加工工具行业提供低价格、耐氧化、便于保存、具有优异性能的合金粉。以石料加工用金刚石锯业为例，华北地区每月金属粉约120吨，每公斤价120元，而用复合合金粉价预计为90元/kg，每公斤可节省30元，因此有较强的市场竞争力，若能全面推广，打开市场，以生产20%利税计，年创利税210万元。效益分析及转让方式：研制的新型复合合金粉末价格将比现在使用较多的由纯金属粉配制的Cu-Co-Ni-系价格低20%，但性能达到原水平。与要求较低的一类合金粉价格相当。以复合合金粉压制烧结的石材切割加工用金刚石锯齿结块，与同等金刚石以含纯钴粉的粉末烧结的锯齿结块，切割石材面积相同，但节约用钴，节省外汇，降低成本。欢迎与各有关单位进行合作，转让及合作方式面议。