申請?zhí)枺?01610289553.2
　　申請人：廣東工業(yè)大學(xué)
　　發(fā)明人：張鳳林 盧家鋒 張騰 周玉梅 王成勇

　　摘要：本發(fā)明公開了一種梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具及其制備方法。該金剛石工具具有多層結(jié)構(gòu)，從外層到內(nèi)層的各層之間按金剛石濃度或粒度梯度遞增或梯度遞減。該金剛石工具的制備方法包括以下步驟：1）結(jié)合劑各組分的預(yù)混合；2）磨料制備材料的制備；3）將磨料制備材料分層冷壓成型，得到工具坯體；4）工具坯體的自蔓延反應(yīng)?釬焊復(fù)合反應(yīng)，工具坯體致密化。本發(fā)明的金剛石工具可針對不同被加工材料進(jìn)行金剛石的濃度和粒度的梯度設(shè)計(jì)，并對金剛石工具的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性進(jìn)行調(diào)整，提高了金剛石的利用率，可針對不同硬脆材料制備相對應(yīng)的高性能金剛石工具。本發(fā)明的金剛石工具的制備方法具有工藝簡單、無污染、能耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 　　主權(quán)利要求：1.一種梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具由結(jié)合劑和金剛石組成，其特征在于：該金剛石工具具有多層結(jié)構(gòu)，從外層到內(nèi)層的各層之間按金剛石濃度或粒度梯度遞增或梯度遞減。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具，其特征在于：所述結(jié)合劑由20～60質(zhì)量份的Ni粉和Al粉、10～55質(zhì)量份的Cu粉、10～25質(zhì)量份的Ni-Cr合金粉末、1～5質(zhì)量份的B粉組成，總質(zhì)量份數(shù)為100份。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具，其特征在于：所述的Ni粉、Al粉的摩爾比為3：1或1：1。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具，其特征在于：所述金剛石的粒度為30/40～325/400目，所述金剛石與結(jié)合劑混合后金剛石的濃度為55%～90%。
　　5.權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：1）將Ni粉、Al粉、Cu粉、Ni-Cr合金粉末、B粉混合，進(jìn)行球磨，得到結(jié)合劑；2）將結(jié)合劑分別與相同濃度不同粒度的金剛石混合，進(jìn)行球磨，分別得到含不同粒度金剛石的磨料制備材料，或者，將結(jié)合劑分別與同一粒度不同濃度的金剛石混合，進(jìn)行球磨，分別得到含不同濃度金剛石的磨料制備材料；3）將含不同粒度金剛石的磨料制備材料分層冷壓成型，得到從外層到內(nèi)層的各層之間按金剛石粒度梯度遞增或梯度遞減的工具坯體，或者，將含不同濃度金剛石的磨料制備材料分層冷壓成型，得到從外層到內(nèi)層的各層之間按金剛石濃度梯度遞增或梯度遞減的工具坯體；4）對工具坯體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)-釬焊復(fù)合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加壓使工具坯體致密化，得到梯度多層結(jié)構(gòu)金剛石工具。
　　6.根據(jù)權(quán)利5所述的制備方法，其特征在于：步驟1）和2）中進(jìn)行球磨時(shí)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為150～250r/min，球磨時(shí)間為3～6h，球料比為（5～10）：1。
　　7.根據(jù)權(quán)利5所述的制備方法，其特征在于：步驟4）中工具坯體的壓坯密度為40%～60%理論密度。
　　8.根據(jù)權(quán)利5所述的制備方法，其特征在于：步驟4）中通過熱壓爐、激光、加熱鎢絲或電火花加熱引燃結(jié)合劑來引發(fā)自蔓延反應(yīng)。