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一種納米金屬結(jié)合劑及使用該結(jié)合劑制成的石油鉆探用金剛石復(fù)合片

關(guān)鍵詞 納米 , 金屬結(jié)合劑 , 石油鉆探 , 金剛石復(fù)合片|2014-10-14 08:55:21|行業(yè)專(zhuān)利|來(lái)源 中國(guó)超硬材料網(wǎng)
摘要 申請(qǐng)?zhí)枺?01410292965.2申請(qǐng)人:中南鉆石有限公司摘要:本發(fā)明涉及一種納米金屬結(jié)合劑,其由下述重量百分含量的原料組成:Co粉97~99%、NbC粉0.5~1%、Ni粉0....
  申請(qǐng)?zhí)枺?01410292965.2

  申請(qǐng)人:中南鉆石有限公司

  摘要:本發(fā)明涉及一種納米金屬結(jié)合劑,其由下述重量百分含量的原料組成:Co粉97~99%、NbC粉0.5~1%、Ni粉0.4~1.5%和Be粉0.1~0.5%。本發(fā)明還公開(kāi)了使用該結(jié)合劑制成的石油鉆探金剛石復(fù)合片,其包括由金剛石聚晶層和過(guò)渡層組成的金剛石層和硬質(zhì)合金基體;所述金剛石聚晶層由下述重量百分含量的原料組成:金剛石粉92~98%和納米金屬結(jié)合劑2~8%。本發(fā)明石油鉆探用金剛石復(fù)合片通過(guò)在金剛石聚晶層配方中采用納米金屬結(jié)合劑,突破了金剛石復(fù)合片高抗沖擊韌性和高抗彎強(qiáng)度的技術(shù)瓶頸,延長(zhǎng)了金剛石復(fù)合片的使用壽命。

  主權(quán)利要求:1.一種納米金屬結(jié)合劑,其特征在于,該納米金屬結(jié)合劑由下述重量百分含量的原料組成:Co粉97~99%、NbC粉0.5~1%、Ni粉0.4~1.5%和Be粉0.1~0.5%。

  2.一種使用權(quán)利要求1所述納米金屬結(jié)合劑制成的石油鉆探用金剛石復(fù)合片,其特征在于,該復(fù)合片包括由金剛石聚晶層和過(guò)渡層組成的金剛石層和硬質(zhì)合金基體;所述金剛石聚晶層由下述重量百分含量的原料組成:金剛石粉92~98%和納米金屬結(jié)合劑2~8%。

  3.如權(quán)利要求2所述的石油鉆探用金剛石復(fù)合片,其特征在于,金剛石層的各層重量百分比為:金剛石聚晶層35~45%,過(guò)渡層55~65%。

  4.權(quán)利要求2或3所述的石油鉆探用金剛石復(fù)合片,其特征在于,所述過(guò)渡層由下述重量百分含量的原料組成:金剛石粉85~93%,碳化鎢粉5~10%和納米金屬結(jié)合劑2~5%。

  5.如權(quán)利要求4述的石油鉆探用金剛石復(fù)合片,其特征在于,所述硬質(zhì)合金基體由下述重量百分含量的原料組成:碳化鎢粉86.5~87.5%和鈷粉12.5~13.5%。

  6.權(quán)利要求2所述石油鉆探用金剛石復(fù)合片的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: 1)凈化與還原處理:將金剛石粉先用25~45%的氫氧化鈉水溶液煮沸10~15min,蒸餾水洗滌至中性,然后用王水煮沸10~15min,并用蒸餾水洗滌至中性,備用;將納米金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中于680~780℃還原處理2~5h,備用; 2)混料:按比例分別對(duì)金剛石聚晶層、過(guò)渡層進(jìn)行配料,然后利用行星式球磨機(jī)分別對(duì)金剛石聚晶層、過(guò)渡層原料進(jìn)行混勻,操作時(shí)物料與硬質(zhì)合金磨球的重量比為1∶1~3,同時(shí)向球磨機(jī)中充入液氮,物料和磨球總體積與液氮的體積比為1∶1;行星式球磨機(jī)參數(shù):公轉(zhuǎn)35±10r/min,自轉(zhuǎn)60±10r/min,球磨時(shí)間20±5小時(shí); 3)復(fù)合體組裝:通過(guò)分層投料的方法,將混合好的金剛石聚晶層粉料倒入圓柱形鈮杯內(nèi),刮平后定型,再放入過(guò)渡層粉料,刮平壓實(shí)后放入硬質(zhì)合金基體并扣上鈮杯蓋; 4)復(fù)合體預(yù)壓:把組裝好的復(fù)合體放入鋼制預(yù)壓模內(nèi),置于液壓機(jī)上進(jìn)行壓制; 5)真空處理:將復(fù)合體組件置于真空燒結(jié)爐中,在不大于3×10-6Pa的真空條件下于700~800℃保溫2~4小時(shí); 6)高溫高壓燒結(jié):將真空處理過(guò)的復(fù)合體組件置于合成組裝塊內(nèi),用六面頂壓機(jī)在溫度為1460±30℃、壓力為6~7GPa的條件下合成40~60min。
 

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