[发明专利]一种微米级细颗粒金刚石合成工艺

摘要

本发明提供了一种微米级细颗粒金刚石合成工艺，以石墨粉与Fe基合金触媒粉末按重量比8：5-7混合后经等静压、真空处理后在四柱压机内压制成型，然后将芯柱放入金刚石合成块中，并将金刚石合成块放入六面顶压机中进行合成，实际合成压力为6.1-6.6GPa，合成温度为1000-1100℃，实际合成压力与合成温度分别采用控制压力曲线及功率曲线完成。本发明合成的微米级细颗粒金刚石具有成核量大、生长时间短等特点，产品符合人造金刚石国家标准，晶型一致，晶面完整，杂质少，热冲值高，其颗粒粒度270/325、325/400为峰值，单晶比达70-80%，能够有效满足高端磨具等对颗粒细度具有极高要求的领域。

主权项

一种微米级细颗粒金刚石合成工艺，其特征在于：包括以下步骤：①取400目以细的石墨粉和Fe基合金触媒粉末，按重量比8：5‑7混合，所述的Fe基合金触媒粉末的组分及含量按重量百分比计为：Si：0.5‑1.7%，B：0.2‑1.4%，Cu：6‑7%，Zn：3‑7%，分散剂：0.5‑1%，余量为Fe；②将步骤①得到的原料置入三维混料机中混合2h，等静压后，破碎成90目以细的颗粒，得到混合物料；③将混合物料装入模具中，然后在四柱压机上压制成柱状芯柱，芯柱尺寸：Φ40mm×31.5mm，芯柱密度：3.5‑3.8g/cm3，将成型后的芯柱放入真空炉中，1000℃下真空处理，充分除尽氧气，自然冷却降至室温；④将芯柱放入金刚石合成块中，然后将金刚石合成块放入六面顶压机中进行合成，实际合成压力为6.1‑6.6GPa，合成温度为1000‑1100℃，实际合成压力和温度分别采用控制压力曲线及功率曲线完成；所述的控制压力曲线：先将压力升至暂停压力，保压60‑150s后设置第一次升压，升压幅度为最终压力的6‑8%，升压时间为260‑300s，然后在5‑10s内将压力升至最终压力，继续保持最终压力100‑230s后卸压，所述的暂停压力为最终压力的80‑85%，所述的最终压力为105‑113MPa；所述的功率曲线：设置起始功率为6000‑6200W，保持功率290‑330s之后，设置第一次功率下降，下降幅度为起始功率的4‑6%，时间为5‑10s，然后设置第二次功率下降，下降幅度为起始功率的0.5‑1%，时间为40‑60s，保持该下降完成后的功率80‑120s后结束。