申請號：201310418133

　　申請人：中原工學院禹州市和匯超硬材料有限公司

　　摘要：一種高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，包括如下步驟：把合成金剛石的原料按照質量百分比計量、混料、造粒、壓制成合成棒；合成棒放入合成塊中，放在真空干燥箱中恒溫干燥備用；的合成塊采用六面頂壓機通過超高壓高溫合成；合成棒取出，經后處理得到自銳性多晶金剛石，再通過溶膠凝膠法原位聚合，在金剛石表面包覆一層氧化鋯涂層，即形成高品級自銳性多晶金剛石。本發明產品的抗沖擊韌性和熱穩定性綜合性能優良，能明顯提高自銳性多晶金剛石在磨具中的把持力，磨削時能保持鋒利自銳性，最終有利于提高磨具的壽命和加工效率。

　　獨立權利要求：1.一種高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于包括如下步驟：（1）把合成金剛石的原料碳源石墨、觸媒、活性稀土元素、納米金剛石，按照質量百分比計量、混料、造粒、壓制成合成棒；所述原料的質量百分比為：碳源石墨25～30%、活性稀土元素0.008～0.02%、納米金剛石0.5～0.8%、余量為觸媒；（2）由步驟（1）中壓制成的合成棒放入合成塊中，組裝好的合成塊放在真空干燥箱中恒溫干燥備用；（3）把步驟（2）組裝好的合成塊采用六面頂壓機通過超高壓高溫合成；（4）把步驟（3）合成后的合成棒取出，經后處理得到自銳性多晶金剛石，再通過溶膠凝膠法原位聚合，在金剛石表面包覆一層氧化鋯涂層，即形成高品級自銳性多晶金剛石。

　　2. 根據權利要求1所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的步驟（1）中，碳源石墨是99%鱗片狀天然石墨與1%碳納米管的混合物，其中鱗片狀天然石墨的粒度為200目；觸媒作為催化劑，觸媒采用氣霧化鐵錳鎳鈷金屬合金粉粉末：納米金剛石作為助成核劑，是由爆轟法生產的，粒度分布在20～100納米之間。

　　3. 根據權利要求2所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的觸媒輔加以微量稀土元素作活化劑，各組分的質量百分比為：Mn 20～25%、Ni 10～15%、Co 1～3%、稀土元素0.3～0.8%、余量為Fe。

　　4. 根據權利要求1所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的步驟（2）中，合成塊由合成棒、葉臘石、導電鋼圈、導電片、保溫片、保溫管和導電碳管組裝而成；水平方向上從外到內依次由葉臘石、保溫管、導電碳管組成筒體，筒體中從上到下依次包括導電鋼圈、填料、雙層導電片、合成棒、雙層導電片、填料、導電鋼圈；雙層導電片的兩層導電片之間設有保溫片。

　　5. 根據權利要求4所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的導電碳管采用石墨短纖維增強、提高導電性。

　　6. 根據權利要求1所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的步驟（3）中，控制合成壓力過程為：起始控制壓力84MPa，保壓100s，在30s內升壓到90MPa，繼續在60s內將控制壓力升到95MPa，保壓130～200s后開始卸壓；合成溫度通過控制加熱功率來實現，開始加熱功率是11kW，保持200s后把加熱功率降至88kW，繼續保溫100～200s后停止。

　　7. 根據權利要求1所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：所述的步驟（4）中，溶膠凝膠法原位聚合，在金剛石表面包覆一層氧化鋯涂層的具體方法是：以氯氧化鋯和氨水為原料，控制氯氧化鋯與氨水的初始摩爾比為1：0.5～2.0，在60～99 ℃，連續進行磁力攪拌加熱，逐漸形成透明的溶膠；隨后加入自銳性多晶金剛石，充分攪拌混合，再用水洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在750～850℃干燥3min，最終得到自銳性多晶金剛石。

　　8. 根據權利要求7所述的高品級自銳性多晶金剛石的合成工藝技術，其特征在于：干燥溫度為800℃。