本發(fā)明涉及超硬材料制品領(lǐng)域，特別涉及一種高密度超硬材料制品的制作方法，其中，超硬材料制品至少包括磨頭、磨具、刀具等。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的超硬材料制品的制作方法有如下幾種：

(1)凝膠注模成型，其工藝流程為：

a、各種符合粒度和純度要求的配方原料按比例稱取在混料機內(nèi)一起攪拌均勻；

b、按比例加入無毒凝膠預(yù)混液，再均勻攪拌成漿料；

c、用壓注機把漿料注入制品的塑料模具中；

d、在80～90°的溫度室里保溫20分鐘；

e、在室溫中干燥24～48小時；

f、脫模放置在有氖氣保護的電爐中燒結(jié)(700～800℃，保溫20～30分鐘)；

g、自然冷卻后取出即成產(chǎn)品。

(2)液壓機冷壓成型，其工藝流程為：

a、各種符合粒度和純度要求的配方原料按比例稱取在混料機內(nèi)一起攪拌均勻成混合料；

b、按混合料的重量比加入0.2～0.4％液體石蠟在三維混料機中混合均勻；

c、按混合料重量加入1～2.5％制粒劑再在三維混料機中制成粒徑在0.5～1.5％的顆粒料；

d、在冷壓機上加壓20～50KN/cm²成型成半成品；

e、在爐溫為700～900℃的電爐中用壓力為3-4KN/cm²的熱壓機燒結(jié)(保溫5～8min)；

f、自然冷卻后取出即成產(chǎn)品。

上述制作方法有以下缺點：產(chǎn)品致密度不均勻且致密度不高，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

因此，有必要做進一步改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種致密度高和均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、尺寸精準(zhǔn)、半成品破損少、強度高、勞動強度輕、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的高密度超硬材料制品的制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計的一種高密度超硬材料制品的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

①、按比例配好相應(yīng)超硬材料制品所需的配方原料，然后經(jīng)過精選和/或加工成所需的粒度范圍，并在三維混料機中混合均勻待用；

②、經(jīng)混合均勻的配方原料，通過液壓成型機預(yù)制成不同幾何形狀的制品坯體，晾干待用；

③、把預(yù)制成形的制品坯體，放入柔性薄膜袋中，然后通過抽真空工藝，把裝有制品坯體的柔性薄膜袋中的空氣抽干凈并密封；

④、對用柔性薄膜真空密封好的制品坯體進行等靜壓二次加壓定型，將該制品坯體放置于裝有加壓介質(zhì)的高壓容器中，緩慢加壓，通過加壓介質(zhì)對密封袋內(nèi)的制品坯體進行異向二次加壓定型，然后卸壓并從高壓容器中取出密封袋中的制品坯體；

⑤、將經(jīng)過等靜壓二次加壓定型以后的制品坯體放置在電爐中依次進行常壓燒結(jié)、保溫和自然冷卻，最后就得到高密度的超硬材料制品。

其中，步驟1中按超硬材料制品的用途不同至少有以下配方：

配方1：鐵硅合金粉、鐵銅合金粉、銅錫合金粉和鎳粉組成的混合物占85％～95％，金剛石粉占5％～10％，液體石蠟占0.3％～1％，按比例稱取上述配方原料后，放置于三維混料機中混合均勻待用；

配方2：碳化硅粉占35～40％，陶瓷結(jié)合劑占15～20％，金剛石粉占35～40％，外加水份3～4％，淀粉粘合劑1.5～3％，按比例稱取上述配方原料后，放置于三維混料機中混合均勻待用。

配方1中，鐵硅合金粉、鐵銅合金粉、銅錫合金粉和鎳粉組成的混合物的粒度小于等于200目，金剛石粉的粒度范圍為25～400目。

步驟4中，當(dāng)加壓壓力達到200～300Mpa/cm²時，保壓5～10分鐘。

步驟4中的加壓介質(zhì)為液壓油或水。

步驟5中的燒結(jié)溫度為700～900℃，保溫時間為30～40分鐘。

所述高壓容器由第一封蓋、第二封蓋和若干側(cè)板組成，若干側(cè)板共同組成一管狀體，第一封蓋和第二封蓋分別裝配于該管狀體兩端。

所述第一封蓋上設(shè)置有加壓閥，第二封蓋上設(shè)置有泄壓閥。

所述高壓容器內(nèi)設(shè)置有用于放置制品坯體的支架。

可見本發(fā)明具有以下流程：

稱取配方原料——在混料機內(nèi)攪拌均勻——通過液壓成型機預(yù)制成型——在柔性薄膜袋中抽真空密封——在高壓容器中等靜壓二次加壓定型——脫模——在電爐內(nèi)常壓燒結(jié)——產(chǎn)品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著效果：

(1)本發(fā)明把已經(jīng)預(yù)制成型好的制品坯體經(jīng)過柔性薄膜真空密封包裝后，放置在高壓容器中進行等靜壓二次加壓定型，由于制品坯體在高壓容器中借助加壓介質(zhì)對其進行異向二次加壓定型，因而使制品坯體致密度更高，強度更高，生產(chǎn)過程中，半成品破損少。

(2)由于制品坯體在高壓容器中通過異向二次加壓定型，所以制品坯體密度均勻，燒結(jié)收縮小，產(chǎn)品尺寸精度高，從而保證了產(chǎn)品的高致密度，高強度性能，也提高了產(chǎn)品的成品率。

(3)由于本制品坯體的強度高，致密度好，所以制品坯體燒結(jié)時不需要在間歇式電爐中用熱壓燒結(jié)，而可以在連續(xù)式電窯中燒成，因而大大減輕了工人的勞動強度，且提高了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例中呈長方體的超硬材料制品在液壓成型機中預(yù)制成型示意圖。

圖2為本發(fā)明第一實施例中呈長方體的超硬材料制品等靜壓過程的異向受壓示意圖。

圖3為本發(fā)明第一實施例中呈圓柱體的超硬材料制品在液壓成型機中預(yù)制成型示意圖。

圖4為本發(fā)明第一實施例中呈圓柱體的超硬材料制品等靜壓過程的異向受壓示意圖。

圖5為本發(fā)明第二實施例中呈圓環(huán)體的超硬材料制品在液壓成型機中預(yù)制成型示意圖。

圖6為本發(fā)明第二實施例中呈圓環(huán)體的超硬材料制品等靜壓過程的異向受壓示意圖。

圖7為本發(fā)明第二實施例中呈管狀的超硬材料制品在液壓成型機中預(yù)制成型示意圖。

圖8為本發(fā)明第二實施例中呈管狀的超硬材料制品等靜壓過程的異向受壓示意圖。

圖9為本發(fā)明第一實施例中呈長方體的超硬材料制品的立體圖。

圖10為本發(fā)明第一實施例中呈圓柱體的超硬材料制品的立體圖。

圖11為本發(fā)明第二實施例中呈圓環(huán)體的超硬材料制品的立體圖。

圖12為本發(fā)明第二實施例中呈管狀的超硬材料制品的立體圖。

圖13為本發(fā)明第一和/或第二實施例中制品坯體在高壓容器中進行等靜壓二次加壓定型的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。

第一實施例

參見圖1-圖4、圖9、圖10和圖13(圖中箭頭為超硬材料制品的受力方向)，本高密度超硬材料制品的制作方法，包括以下步驟：

①、按比例配好相應(yīng)超硬材料制品所需的配方原料，然后經(jīng)過精選和加工成所需的粒度范圍，并在三維混料機中混合均勻待用；

②、把經(jīng)混合均勻的配方原料1放入模具2中，通過液壓成型機預(yù)制成長方體的制品坯體3A和圓柱體的制品坯體3B，晾干待用；

③、把預(yù)制成形的制品坯體，放入柔性薄膜袋中，然后通過抽真空工藝，把裝有制品坯體的柔性薄膜袋中的空氣抽干凈并密封；

④、對用柔性薄膜真空密封好的制品坯體進行等靜壓二次加壓定型，將該制品坯體放置于裝有加壓介質(zhì)4的高壓容器5中，緩慢加壓，通過加壓介質(zhì)4對密封袋內(nèi)的制品坯體進行異向二次加壓定型，然后卸壓并從高壓容器5中取出密封袋中的制品坯體；

⑤、將經(jīng)過等靜壓二次加壓定型以后的制品坯體放置在電爐中依次進行常壓燒結(jié)、保溫和自然冷卻處理，最后就得到高密度的超硬材料制品。

進一步說，步驟1中按超硬材料制品的用途不同至少有以下配方：

配方1：鐵硅合金粉、鐵銅合金粉、銅錫合金粉和鎳粉組成的混合物占85％～95％，金剛石粉占5％～10％，液體石蠟占0.3％～1％，按比例稱取上述配方原料后，放置于三維混料機中混合均勻待用；

配方2：碳化硅粉占35～40％，陶瓷結(jié)合劑占15～20％，金剛石粉占35～40％，外加水份3～4％，淀粉粘合劑1.5～3％，按比例稱取上述配方原料后，放置于三維混料機中混合均勻待用。

進一步說，配方1中，鐵硅合金粉、鐵銅合金粉、銅錫合金粉和鎳粉組成的混合物的粒度小于等于200目，金剛石粉的粒度范圍為25～400目。

進一步說，步驟4中，當(dāng)加壓壓力達到200～300Mpa/cm²時，保壓5～10分鐘。

進一步說，步驟4中的加壓介質(zhì)為液壓油或水，本實施例采用液壓油。

進一步說，步驟5中的燒結(jié)溫度為700～900℃，保溫時間為30～40分鐘。

進一步說，所述高壓容器5由第一封蓋8、第二封蓋11和若干側(cè)板9組成，若干側(cè)板9共同組成一管狀體，第一封蓋8和第二封蓋11分別裝配于該管狀體兩端，且第一封蓋8上設(shè)置有加壓閥6，第二封蓋11上設(shè)置有泄壓閥10。對制品坯體3進行等靜壓二次加壓定型時，先將制品坯體3放置于支架7上，然后往高壓容器5內(nèi)腔灌滿加壓介質(zhì)4，關(guān)閉泄壓閥10，打開加壓閥6，開始加壓；完成等靜壓二次加壓定型后，停止加壓，然后打開泄壓閥10，以緩慢泄壓。

進一步說，所述高壓容器5內(nèi)設(shè)置有用于放置制品坯體的支架7。

第二實施例

參見圖5-圖8、圖11、圖12和圖13(圖中箭頭為超硬材料制品的受力方向)，本高密度超硬材料制品的制作方法，其不同于第一實施例之處在于：本超硬材料制品呈圓環(huán)體和管狀等其他具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的形狀。制作過程中，其通過液壓成型機預(yù)制成圓環(huán)體的制品坯體3C和管狀的制品坯體3D，等靜壓二次加壓定型處理中，加壓介質(zhì)4是液體，液體可進行該制品坯體3的內(nèi)腔，同時對內(nèi)腔進行等靜壓二次加壓定型，使其致密度均勻，尺寸精準(zhǔn)。

其他未述部分同第一實施例，這里不再分析說明。

上述為本發(fā)明的優(yōu)選方案，顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。