合成金鋼石用鎳-錳-鎂觸媒合金的製作方法
2023-05-14 04:16:36
專利名稱:合成金鋼石用鎳-錳-鎂觸媒合金的製作方法
本發明屬於人工合成金剛石用觸媒合金。
本發明以前日本國對以過渡族金屬碳化物為基，加入Cu和Mg的觸媒合金有較多的研究，並先後發表過多項有關專利，其中突出的兩項專利是昭49-45992和昭51-7639。
加入Cu和Mg，顯著改善了合成出金剛石的晶型質量，而且比只使用碳化物作觸媒時的合成溫度有所降低，達1600～1800℃，但是該合成溫度對硬質合金制頂錘而言仍是過高，因此，上述二項專利中提出的觸媒合金不宜在工業性合成金剛石生產中廣泛應用。
本發明的任務在於尋找一種適於工業性合成金剛石生產中使用，合成溫度降低到1200℃左右，並能合成出晶型完整、顆粒粗的(粒徑大於200目)金剛石的廉價粉末觸媒合金。
本發明是以Ni60～75%，Mn40～25%合金為基(以此按100%計算)後加入4～10%Mg而製成的粉末狀合成金剛石用觸媒合金(成分為重量百分比)。
由於Mg與Ni-Mn固溶體形成低熔點共晶，因此使用本發明合金作觸媒時的合成溫度低於原不加Mg的Ni60～75%，Mn40～25%合金作觸媒時的合成溫度。
選用φ14毫米腔體的葉臘石(28立方釐米)，φ14毫米厚度1毫米的石墨片作原料，按每層重量0.2克觸媒合金(觸媒合金粒度為120～60目)與石墨片隔裝(每塊合成裝置可用7～10片石墨，觸媒合金用量為1.2～1.8克)，兩端面加導電環，合成裝置見附圖(1、2導電環，3石墨片，4粉末觸媒合金，5葉臘石)。在合成壓力為50～60千巴、合成溫度為1150～1200℃的條件下保持5～8分鐘，每塊合成裝置可合成出0.8～1.5克拉晶型完整的金剛石，其中70目以上金剛石所佔比率可達50～90%，60～70目金剛石的破碎強度達8～12公斤。
隨加入Mg量的不同，金剛石的晶型有規律性變化。含Mg量＜4%時，合成出的金剛石主要是八面體晶型為主。
使用本發明觸媒合金合成出的金剛石一般呈白色或黃色;若再加入0.5～1%的B，合成出的金剛石為黑色。
若採用特殊合成工藝，合成出完整晶型的金剛石粒度可達0.5～1.0毫米，其破碎強度可達30公斤以上。
使用本發明觸媒合金的優缺點分析(1)加Mg與不加Mg觸媒合金合成效果對比如下表
＊金剛石類型標準為我國一機部標準，Ⅰ-Ⅳ型中型號數大表示質量優異;
(2)粉末觸媒的製造工藝過程簡便，不需經過軋制，從而可以大大降低製造成本;
(3)合成時觸媒合金用量減少，可顯著節約貴重金屬鎳;
(4)合成工藝簡單，操作方便，重複性良好;
(5)合成後酸煮時間比使用片材觸媒大為縮短，可顯著節省三酸，減小汙染;
(6)缺點是組裝合成裝置時速度較慢(不如使用片材觸媒組裝快)。
應用例(1)壓機上海第十工具機廠DS-029B型六面頂壓機。
(2)石墨片自貢東新電碳廠φ14毫米、厚度1毫米的/石墨片。
(3)葉臘石北京門頭溝產28立方釐米天然塊。
(4)觸媒合金成分(Ni60Mn40)+8%Mg+1%B粒度60目(5)組裝石墨片10層、0.2克一層觸媒共9層。
(6)合成工藝表壓為450～500公斤/釐米2時開始送電，待壓力升至表壓為950～1050公斤/釐米2時保持5～8分鐘。
(7)酸煮按一般工藝進行。
(8)金剛石收量1.1克拉/每塊合成裝置其中粒度大於70目的金剛石佔68%為0.75克拉粒度為70～320目的金剛石佔32%為0.35克拉。
(9)金剛石為亮黑色，破碎強度10公斤/毫米2(70目或60目)
權利要求
1.一種合成金剛石用觸媒合金，它是由Ni和Mn組成，其特徵是在原觸媒合金基礎上添加Mg而製成的粉末觸媒合金；
2.根據權利要求
1所說的觸媒合金，其特徵是在以Ni-Mn合金為100%的基礎上又添加了4-10%(重量百分比)的Mg;
3.根據權利要求
2所說的觸媒合金，其特徵是Ni為60-75%，Mn為40-25%(重量百分比)。
專利摘要
本發明屬於人工合成金剛石用觸媒合金技術領域：
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文檔編號C01B31/00GK85100771SQ85100771
公開日1987年2月4日 申請日期1985年4月1日
發明者楊國樞, 付祖明, 柴秉寶 申請人:首都鋼鐵公司特殊鋼公司冶金研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan