[發明專利]一種聚晶金剛石復合片及處理方法

有效

• 申請號: 201510021969.1
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104594813A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 李治海;王曉
• 申請（專利權）人: 河南晶銳超硬材料有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;B23B27/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及超硬材料技術領域，更具體地說，是涉及一種聚晶金剛石復合片及處理方法。

背景技術

聚晶金剛石復合片是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫條件下燒結而成的一種新型復合材料，其結構包括聚晶金剛石層和作為支撐體的硬質合金層。其中，聚晶金剛石層具有硬度高、耐磨性好的特點，而硬質合金層則從整體上提高了聚晶金剛石復合片的韌性和可焊性，因此聚晶金剛石復合片成為制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料。

但是，聚晶金剛石復合片在高溫高壓合成過程中，其聚晶金剛石層中會殘存部分金屬，由于金屬的熱膨脹系數遠高于金剛石，金屬殘留在金剛石顆粒間隙內，會由于聚晶金剛石復合片在工作時產生的高溫使金屬膨脹，從而引起微裂紋，加快材料的破壞和磨損，嚴重影響聚晶金剛石復合片在使用過程中的穩定性，降低工件的使用壽命。因此，需要對聚晶金剛石復合片進行殘余金屬的脫除。

目前，傳統脫除殘余金屬的方法如電解法和酸浸法，由于工藝條件的限制，脫除深度達到15μm以上后，便很難再浸出；而脫除深度達到25μm以上，則需要240個小時以上，效率極低，不適合大規模操作。因此，對于得到脫除殘余金屬的聚晶金剛石復合片的問題還沒有解決。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供了一種聚晶金剛石復合片及處理方法，本發明提供的聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層殘余金屬的脫除深度大，使用過程中的穩定性好，使用壽命長。

本發明提供了一種聚晶金剛石復合片，包括：

硬質合金基底；

復合在所述硬質合金基底上的聚晶金剛石層，所述聚晶金剛石層包括脫除殘余金屬層和未脫除殘余金屬層，所述未脫除殘余金屬層位于脫除殘余金屬層和硬質合金基底之間；所述聚晶金剛石層的厚度為1.9mm～2.2mm；脫除殘余金屬層的厚度為30μm～50μm；

包覆在硬質合金基底底面和全部側面及聚晶金剛石層部分側面的保護層。

優選的，所述保護層為聚四氟乙烯層。

優選的，所述保護層的厚度為0.3mm～1mm。

優選的，所述保護層側面邊緣超出硬質合金基底與聚晶金剛石層接觸平面的距離為1mm～1.5mm。

本發明還提供了一種聚晶金剛石復合片的處理方法，包括以下步驟：

a)將待處理的聚晶金剛石復合片依次進行表面清洗、噴砂處理和電噴鍍，得到帶有保護層的聚晶金剛石復合片；所述保護層包覆在硬質合金基底底面和全部側面及聚晶金剛石層部分側面；

b)將得到的帶有保護層的聚晶金剛石復合片進行酸浸漬處理，得到處理后的聚晶金剛石復合片；所述處理后的聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層包括脫除殘余金屬層和未脫除殘余金屬層，所述未脫除殘余金屬層位于脫除殘余金屬層和硬質合金基底之間。

優選的，所述步驟b)具體為：

將得到的帶有保護層的聚晶金剛石復合片浸漬在酸溶液中，在攪拌的條件下進行高溫高壓反應，得到處理后的聚晶金剛石復合片。

優選的，所述高溫高壓反應的溫度為50℃～160℃，壓力為5MPa～10MPa，時間為1h～48h。

優選的，所述酸為鹽酸、硝酸和氫氟酸中的一種或多種。

優選的，所述攪拌的速度為100r/min～180r/min。

本發明提供了一種聚晶金剛石復合片及處理方法，所述聚晶金剛石復合片包括：硬質合金基底；復合在所述硬質合金基底上的聚晶金剛石層，所述聚晶金剛石層包括脫除殘余金屬層和未脫除殘余金屬層，所述未脫除殘余金屬層位于脫除殘余金屬層和硬質合金基底之間；所述聚晶金剛石層的厚度為1.9mm～2.2mm；脫除殘余金屬層的厚度為30μm～50μm；包覆在硬質合金基底底面和全部側面及聚晶金剛石層部分側面的保護層。與現有技術相比，本發明提供的聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層殘余金屬的脫除深度大，且不會對硬質合金基底產生腐蝕，從而提高了聚晶金剛石復合片在使用過程中的穩定性，延長使用壽命。檢測結果表明，本發明提供的聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層殘余金屬的脫除深度可以達到50μm。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的聚晶金剛石復合片的結構示意圖；