本發(fā)明涉及礦用工具材料，具體為一種pcd鑲嵌式合金及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

1、目前，礦用截齒合金主要采用碳化鎢合金。雖然碳化鎢合金在硬度和耐磨性方面有較好的表現(xiàn)，但隨著客戶對產(chǎn)品性能要求的不斷提高，市場對更耐磨、更高性能的截齒合金需求越來越迫切。為應(yīng)對這一需求，市場上出現(xiàn)了一種新的pcd合金(金剛石涂層合金)，該合金在合金頭部表面涂覆金剛石層。

2、然而，pcd覆層合金在實際工作中遇到硬巖時，其金剛石表層極易碎裂。這種現(xiàn)象不僅嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的外觀，還大大降低了整體使用壽命。碎裂的金剛石層失去了其原有的保護(hù)作用，使得合金頭部在惡劣工況條件下快速磨損，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品的快速失效。

3、針對上述問題，本發(fā)明提出了一種pcd鑲嵌式合金及其生產(chǎn)工藝，來解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種pcd鑲嵌式合金及其生產(chǎn)工藝，通過將金剛石由表面涂覆改為鑲嵌式結(jié)構(gòu)，使得金剛石柱嵌入合金基體內(nèi)部。鑲嵌式結(jié)構(gòu)在工況條件下表現(xiàn)出更好的抗碎裂性和耐磨性，確保了產(chǎn)品在中硬工礦條件下的穩(wěn)定性和持久性。這一技術(shù)方案不僅提升了產(chǎn)品的機(jī)械性能，還為礦用截齒合金的應(yīng)用提供了更加可靠和高效的解決方案。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種pcd鑲嵌式合金及其生產(chǎn)工藝，包括：

3、碳化鎢基體，其上預(yù)留有多個孔洞；

4、鑲嵌在所述孔洞內(nèi)的金剛石柱；

5、其中，所述金剛石柱通過高溫高壓燒結(jié)工藝固定在碳化鎢基體中。

6、優(yōu)選的，所述孔洞為2度斜錐形孔，中心具有直徑為1mm的孔洞。

7、優(yōu)選的，所述金剛石柱的外表面與碳化鎢基體的內(nèi)表面緊密接觸，形成耐磨的工作面。

8、優(yōu)選的，一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

9、將合金粉末混料后在模具型腔中壓制成形，同時在合金基體中形成多個金剛石孔洞；

10、在壓制成形后的合金基體上進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，以去除蠟質(zhì)，得到碳化鎢基體；

11、將燒結(jié)后的碳化鎢基體置于金剛石柱鑲嵌工序中，控制溫度在1400℃至1600℃，壓力在5至9gp，時間為5至15分鐘，完成金剛石柱的鑲嵌燒結(jié)。

12、優(yōu)選的，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度為1400℃至1500℃。

13、優(yōu)選的，所述合金粉末在60至80噸液壓機(jī)的作用下施加約15至25mpa的壓力進(jìn)行壓制成形。

14、優(yōu)選的，所述金剛石柱鑲嵌工序包括將燒結(jié)后的碳化鎢基體放置在模具中，向模具中填充金剛石粉末后，進(jìn)行高溫高壓燒結(jié)。

15、優(yōu)選的，所述合金粉末為碳化鎢粉末。

16、優(yōu)選的，所述pcd鑲嵌式合金在在礦用截齒中的應(yīng)用。

17、本發(fā)明提供了一種pcd鑲嵌式合金及其生產(chǎn)工藝。具備以下有益效果：

18、1、本發(fā)明通過將金剛石柱鑲嵌在碳化鎢基體中，而非僅僅涂覆在表面，有效避免了在硬巖工作條件下金剛石表層快速碎裂的問題。鑲嵌結(jié)構(gòu)使金剛石柱和碳化鎢基體相互保護(hù)，顯著提高了合金的耐磨性和整體使用壽命。

19、2、碳化鎢基體所具備的強(qiáng)度和韌性，與金剛石柱的超硬屬性相得益彰，二者優(yōu)勢相互融合，有效克服了單一材料存在的局限性。這種合金在整體上展現(xiàn)出了顯著增強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而使其能夠承受更為繁重的工作負(fù)荷。

20、3、金剛石柱嵌入合金基體內(nèi)部，使得產(chǎn)品在受力時能夠繞軸線旋轉(zhuǎn)，減少了局部應(yīng)力集中，提升了工作性能。合金能夠在各種復(fù)雜工礦條件下保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高了工作效率和可靠性。

21、4、本發(fā)明的生產(chǎn)工藝通過合理控制燒結(jié)溫度、壓力和時間，使金剛石柱與碳化鎢基體的結(jié)合更加牢固。優(yōu)化的工藝參數(shù)確保了每個金剛石柱的鑲嵌質(zhì)量，保證了產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種pcd鑲嵌式合金，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pcd鑲嵌式合金，其特征在于，所述孔洞為2度斜錐形孔，中心具有直徑為1mm的孔洞。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pcd鑲嵌式合金，其特征在于，所述金剛石柱(2)的外表面與碳化鎢基體(1)的內(nèi)表面緊密接觸，形成耐磨的工作面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度為1400℃至1500℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述合金粉末在60至80噸液壓機(jī)的作用下施加約15至25mpa的壓力進(jìn)行壓制成形。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述金剛石柱(2)鑲嵌工序包括將燒結(jié)后的碳化鎢基體(1)放置在模具中，向模具中填充金剛石粉末后，進(jìn)行高溫高壓燒結(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pcd鑲嵌式合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述合金粉末為碳化鎢粉末。

9.一種權(quán)利要求1-8任一項所述的pcd鑲嵌式合金在在礦用截齒中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及礦用工具材料領(lǐng)域，公開了一種PCD鑲嵌式合金，包括碳化鎢基體，其上預(yù)留有多個孔洞；鑲嵌在所述孔洞內(nèi)的金剛石柱；所述金剛石柱通過高溫高壓燒結(jié)工藝固定在碳化鎢基體中。本發(fā)明通過將金剛石柱鑲嵌在碳化鎢基體中，而非僅僅涂覆在表面，有效避免了在硬巖工作條件下金剛石表層快速碎裂的問題。鑲嵌結(jié)構(gòu)使金剛石柱和碳化鎢基體相互保護(hù)，顯著提高了合金的耐磨性和整體使用壽命，同時碳化鎢基體所具備的強(qiáng)度和韌性，與金剛石柱的超硬屬性相得益彰，二者優(yōu)勢相互融合，有效克服了單一材料存在的局限性。這種合金在整體上展現(xiàn)出了顯著增強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而使其能夠承受更為繁重的工作負(fù)荷。

技術(shù)研發(fā)人員：王立明,劉汶沛,甄風(fēng)鋼,雷傳彪,馬慶昕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東天工巖土工程設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/31