[發明專利]一種金剛石復合片及其制備方法

有效

• 申請號: 201711050164.5
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107790710B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 楊華;黃家劍;陳惠
• 申請（專利權）人: 深圳市海明潤超硬材料股份有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/10;C23C18/36;E21B10/46
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種金剛石復合片及其制備方法，其中，方法包括步驟：預先在金剛石微粉表面鍍上一層金屬鈷，得到表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉；將表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉與硬質合金基體裝入金屬杯或碳模中，并將裝配好的組件進行真空處理；將真空處理后的組件裝入燒結模并進行燒結，得到金剛石復合片。本發明解決了現有的金剛石復合片中由于金屬鈷分布不均造成金剛石復合片的強度、抗沖擊韌性及耐磨性能不高的問題。

技術領域

本發明涉及金剛石復合片領域，尤其涉及一種金剛石復合片及其制備方法。

背景技術

金剛石復合片是由金剛石微粉和硬質合金基體在超高溫、高壓條件下燒結而成，它主要由硬質合金基體與燒結后的聚晶金剛石層組成，既具有金剛石的高硬度、高耐磨性與導熱性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性，是制造切削刀具、鉆井鉆頭及其它耐磨工具的理想材料。金剛石復合片的優異性能是因為金剛石微粉在高溫高壓條件下形成了D-D鍵，D-D鍵形成的越多越均勻，金剛石復合片的強度、抗沖擊韌性及耐磨性能也越好。而現有金剛石復合片的制備方法中，是通過在硬質合金基體與金剛石顆粒間涂覆上含有金屬鈷的粘結劑，然后在金剛石顆粒在燒結時，熔化成液體的鈷金屬在金剛石顆粒間滲透，金剛石顆粒在高溫高壓下部分溶解于熔化的鈷金屬中，當金剛石在液相鈷金屬中的溶解度達到飽和時，便會重新析出金剛石晶體，從而使金剛石顆粒間相互連接在一起，生成D-D鍵，形成金剛石聚晶。但是這種方法容易造成金剛石顆粒間的金屬鈷分布不均，或者大量堆積團聚或者缺少金屬鈷，大量堆積團聚則會因鈷金屬與金剛石熱膨脹系數差異，從而形成大量的熱殘余應力，這些熱殘余應力極易引起微裂紋，使金剛石復合片在工作過程中出現不耐磨、崩片等現象；而金剛石顆粒間缺少金屬鈷的催化就難以形成D-D鍵，無法發揮金剛石耐磨性能。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種金剛石復合片及其制備方法，旨在解決現有的金剛石復合片中由于金屬鈷分布不均造成金剛石復合片的強度、抗沖擊韌性及耐磨性能不高的問題。

本發明的技術方案如下：

一種金剛石復合片的制備方法，其中，包括步驟：

預先在金剛石微粉表面鍍上一層金屬鈷，得到表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉；

將表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉與硬質合金基體裝入金屬杯中，并將裝配好的組件進行真空處理；

將真空處理后的組件裝入燒結模并進行燒結，得到金剛石復合片。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，所述表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉中金屬鈷的含量為2000~10000ppm。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，采用化學鍍的方式預先在金剛石微粉表面鍍上一層金屬鈷。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，所述化學鍍采取的鍍液由氯化鈷、硫酸鈷、次磷酸鈉、檸檬酸鈉、水及輔料構成，所述輔料包括氯化銨、硫酸銨及十二烷基硫酸鈉。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，所述鍍液中，氯化鈷濃度為10~50g/L、硫酸鈷濃度為10~60g/L、次磷酸鈉濃度為10~40g/L、檸檬酸鈉濃度為20~100g/L、氯化銨濃度為10~100g/L、硫酸銨濃度為20~100g/L、十二烷基硫酸鈉濃度為0.01~0.2g/L。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，所述鍍液pH為8~9。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，所述化學鍍過程溫度為50~100℃，時間1~60min。

所述的金剛石復合片的制備方法，其中，將表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉與硬質合金基體裝入金屬杯中前，需將表面鍍有金屬鈷的金剛石微粉用去離子水及乙醇清洗，并以不超過60℃的溫度烘干。