1.本發(fā)明涉及一種金剛石磨料及其制備方法,屬于超硬材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
2.金剛石作為世界上已知硬度最高的材料,其制品在切削、研磨和拋光等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。作為金剛石細(xì)粒度產(chǎn)品的延伸,金剛石微粉是由粗顆粒單晶金剛石經(jīng)過(guò)破碎、整形、提純、分級(jí)而得到的粒徑為1~70微米的粉末。
3.在破碎的過(guò)程中,破碎物料由氣流破碎機(jī)電磁閥控制進(jìn)入破碎腔體,腔體下部周圍的噴嘴噴射高速氣流使物料顆粒之間劇烈的碰撞、剪切和研磨。當(dāng)作用在顆粒上的力大于它的破壞力時(shí)就產(chǎn)生破碎。金剛石顆粒在高溫高壓的生產(chǎn)過(guò)程中所用的原料為金屬觸媒和石墨,葉蠟石則作為傳壓密封材料。在反應(yīng)結(jié)束后,金剛石單晶中總是或多或少地殘存由這些物質(zhì)存在的包裹體。經(jīng)破碎,包裹體中的金屬和石墨雜質(zhì)則因顆粒的破碎而釋放出來(lái)。此外,金剛石顆粒在粉碎腔體中與腔體壁的碰撞和摩擦也會(huì)帶入金屬雜質(zhì)。
4.在破碎之后,金剛石微粉的形貌呈不規(guī)則塊狀,且微粉中存在有針狀、條狀和棒狀形貌的顆粒,影響金剛石微粉后續(xù)分級(jí)及最終產(chǎn)品的使用。選用球磨工藝或氣流整形工藝,可以對(duì)金剛石微粉的形貌進(jìn)行修整,使其滿足使用的要求。氣流整形適合于粒度大于15μm微粉的整形,球磨整形適合于粒度小于15μm微粉的整形。在球磨整形過(guò)程中,整形的時(shí)間為4~48h,金剛石微粉與球磨介質(zhì)(鋼球)在球磨機(jī)內(nèi)激烈的運(yùn)動(dòng)和撞擊,產(chǎn)生大量的金屬雜質(zhì);而隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng),球磨腔體內(nèi)溫度的升高,使得金剛石微粉表面產(chǎn)生石墨化。
5.金剛石微粉經(jīng)整形工藝處理之后,在其表面形成凹凸不平的晶體和宏觀缺陷;金剛石微粉在不停的撞擊過(guò)程中,微粉內(nèi)部產(chǎn)生塑性變形而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力,影響后續(xù)的使用。球磨整形之后,金剛石微粉的表面能增大,其對(duì)金屬雜質(zhì)和超細(xì)金剛石顆粒具有更強(qiáng)的吸附能力,導(dǎo)致金剛石微粉表面附著有大量的難以去除的金屬單質(zhì)及金屬化合物、硅化合物和石墨雜質(zhì),其中金屬元素雜質(zhì)主要以fe、ni、cr、al、na、ca、mn、co等為主。
6.傳統(tǒng)的酸處理提純工藝能夠除去整形后的金剛石微粉中存在的大量金屬雜質(zhì)、硅雜質(zhì)和石墨雜質(zhì),其過(guò)程為:將高氯酸、鹽酸、硝酸和水配制成混酸處理溶液裝入搪瓷反應(yīng)釜中,將待提純的金剛石微粉加入反應(yīng)釜中,再在攪拌狀態(tài)下將反應(yīng)釜中的體系加熱至沸騰,然后在攪拌狀態(tài)下保溫反應(yīng)4-18h,待反應(yīng)釜冷卻后將金剛石微粉和酸轉(zhuǎn)移出來(lái)進(jìn)行過(guò)濾并將濾餅漂洗至中性。上述工藝通過(guò)多種強(qiáng)混酸
聲明:
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