[發明專利]一種從聚晶金剛石復合片中去除鈷的方法

在審

• 申請號: 201610049615.2
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105603428A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 周明;段志明;匡怡新
• 申請（專利權）人: 長沙岱勒新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C23F1/28
• 分類號: C23F1/28
• 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

本發明涉及聚晶金剛石復合片技術領域，尤其涉及一種從聚晶金剛石復 合片中去除鈷的方法。

背景技術

聚晶金剛石復合片(Polycrystallinediamondcompact，簡稱PDC)廣泛用 于石油和地質鉆探以及金屬切削，一般來說，它是硬質合金基體和金剛石微 粉在高溫高壓(如1400℃、4.5GPa～7GPa)下燒結而成的功能性復合晶體材料， 包括硬質合金基體和復合在基體上的聚晶金剛石層(也稱聚晶層)。在生產 過程中，通常在金剛石微粉中會混合5～10％質量比的鈷粉，以促進金剛石微粉 形成聚晶金剛石。但是聚晶層中鈷相在復合片使用時是有害的，鈷在高溫下 會加速金剛石的石墨化，產生嚴重的熱損傷。因而復合片在使用前一般要去 除或部分去除鈷，以提高復合片的熱穩定性。

現有的方法一般采用鹽酸、硝酸、氫氟酸或混合酸，通過浸泡或熱浴去 除100μm～500μm深度的鈷相。如申請號為201410816291.1的中國專利文獻公 開了一種基于人造聚晶金剛石復合片的脫鈷復合酸的脫鈷方法，該方法將一 定質量濃度的有機酸、無機酸1和無機酸2混合配得復合酸，將人造聚晶金剛 石復合片浸入所配好的復合溶液中，調整浸漬溫度為25～90℃，浸漬48～72h， 即可；其中，有機酸為酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸和草酸中的一種或其 組合物，無機酸1為鹽酸、高氯酸、硫酸、次氯酸和鉻酸中的一種或其組合物， 無機酸2為硼酸、氫氟酸、氫溴酸和硝酸中的一種或其組合物。

上述方法對聚晶金剛石復合片去除鈷的效果顯著，但是鹽酸、硝酸、氫 氟酸等強酸的揮發性和腐蝕性過大，對操作員工的刺激性大，工作環境惡劣； 有些還需對酸加熱，這樣揮發性更大，對復合片基體部分的密封要求更高， 不利于應用。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種從聚晶金剛石復合片中去除鈷的方法，本發 明提供的去除鈷的方法對設備和復合片基體的密封工裝的腐蝕小，對環境友 好，且鈷的脫出效率高。

本發明提供一種從聚晶金剛石復合片中去除鈷的方法，包括以下步驟：

提供酸液，所述酸液包括磷酸和雙氧水；

將聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層在上述酸液中浸泡，得到脫鈷的復 合片。

優選地，所述酸液按照以下方法制得：在1mol/L的磷酸溶液中加入質量 濃度為30％的雙氧水溶液，得到酸液。

優選地，所述磷酸溶液與雙氧水溶液的體積比為10:0.5～10:5。

優選地，所述磷酸溶液與雙氧水溶液的體積比為10:1～10:3。

優選地，所述浸泡的溫度為10℃～40℃。

優選地，所述浸泡的時間為24h～72h。

優選地，脫鈷前，所述聚晶金剛石復合片的聚晶金剛石層中的含鈷量為 7wt％～10wt％。

優選地，脫鈷的復合片的聚晶金剛石層中的含鈷量低于2wt％。

與現有技術相比，本發明采用含有磷酸和雙氧水的脫鈷酸液，浸泡聚晶 金剛石復合片的聚晶金剛石層，去除復合片中的鈷。本發明使用磷酸去除聚 晶金剛石中的鈷相，磷酸根離子與鈷離子可形成穩定的可溶性配位離子，從 而促使鈷不斷進入溶液而從復合片中脫除；并且本發明加入雙氧水，能進一 步提高鈷的脫除率。因此，本發明從聚晶金剛石復合片中去除鈷的方法不會 有很多刺激性氣體揮發，對設備和復合片的密封的腐蝕性小，對基體密封的 破壞性小，對工作環境損害小，同時具有較高的鈷的脫出效率，降低了成本， 易實現規模化應用。

附圖說明

圖1為實施例1脫鈷前復合片的掃描電鏡照片；

圖2為實施例1脫鈷后復合片的掃描電鏡照片；

圖3為實施例1脫鈷后復合片的掃描電鏡照片；

圖4為實施例1脫鈷后復合片能譜采集區的掃描電鏡照片；

圖5為實施例1脫鈷后復合片的能譜峰。

具體實施方式

下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明 中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所 有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供了一種從聚晶金剛石復合片中去除鈷的方法，包括以下步驟：

提供酸液，所述酸液包括磷酸和雙氧水；