[發明專利]金剛石復合片的制備方法

有效

• 申請號: 202010731910.2
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111906319B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 江雨明;張彩琴
• 申請（專利權）人: 蘇州思珀利爾工業技術有限公司
• 主分類號: B22F7/06
• 分類號: B22F7/06;B22F7/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 王玉國

本發明涉及金剛石復合片的制備方法，先取金剛石微粉，對其表面凈化處理；再對硬質合金底座表面進行清潔處理，將金屬鈷鍍敷在硬質合金底座與金剛石微粉結合的結合面上；在耐高溫金屬杯中封裝鍍敷金屬鈷的硬質合金底座和金剛石微粉，金剛石微粉鋪于結合面上；將上述耐高溫金屬杯置于高壓腔體內，在溫度1450～1500℃、壓強5.5～8.0GPa的條件下燒結10～20min，金屬鈷熔化在高壓驅動下向金剛石微粉層滲透并填充微粉顆粒間的空隙，成為多晶金剛石層中的結合劑，金剛石微粉燒結成多晶金剛石層，多晶金剛石層與硬質合金底座燒結成一體，獲得金剛石復合片毛坯。金剛石分布均勻，無結合劑局部聚集現象，耐磨性提高20％以上。

技術領域

本發明涉及一種金剛石復合片的制備方法，屬于超硬材料制造技術領域。

背景技術

目前，制備金剛石復合片時采用混料工藝制備，混料造成結合劑分布不均、易聚集成團以及鈷粉末表面氧化等問題，出現混料不均和金屬鈷粉在混料過程中表面氧化等缺陷，這些缺陷嚴重影響燒結金剛石復合片質量。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種金剛石復合片的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

金剛石復合片的制備方法，特點是：包括以下步驟：

1)取金剛石微粉，對其表面凈化處理；

2)對硬質合金底座表面進行清潔處理，將金屬鈷鍍敷在硬質合金底座與金剛石微粉結合的結合面上；

3)在耐高溫金屬杯中封裝鍍敷金屬鈷的硬質合金底座和金剛石微粉，金剛石微粉鋪于結合面上；

4)將上述耐高溫金屬杯置于高壓腔體內，在溫度1450～1500℃、壓強5.5～8.0GPa的條件下燒結10～20min，金屬鈷熔化在高壓驅動下向金剛石微粉層滲透并填充微粉顆粒間的空隙，成為多晶金剛石層中的結合劑，金剛石微粉燒結成多晶金剛石層，同時多晶金剛石層與硬質合金底座燒結成一體，獲得金剛石復合片毛坯。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，步驟1)，金剛石微粉通過酸、堿浸泡去除表面雜質，再用高純水反復清洗，對其表面凈化處理。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，步驟2)，對硬質合金底座表面進行噴砂清潔處理。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，步驟2)，采用CVD鍍敷方法或PVD鍍敷方法將金屬鈷鍍敷在硬質合金底座上與金剛石微粉結合的結合面上。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，耐高溫金屬杯的材質為Ti、Zr、Mo或Ta。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，結合面呈平面或非平面狀。

進一步地，上述的金剛石復合片的制備方法，其中，步驟4)，耐高溫金屬杯經過燒結后緊緊粘附在金剛石復合片毛坯上，通過金剛石砂輪磨削的方法將其去除。

本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果，具體體現在以下方面：

本發明不同于傳統方法將多晶金剛石層結合劑和金剛石微粉混料處理工藝，而是采用CVD或PVD技術將金屬鈷均勻地鍍在硬質合金結合面上，在高溫高壓下燒結金剛石復合片時，金屬鈷熔化并在高壓的驅動下向金剛石微粉層滲透并填充微粉顆粒之間的空隙，金剛石微粉燒結成多晶金剛石層，同時多晶金剛石層與硬質合金底座燒結成一體，制備出金剛石復合片。棄用混料工藝，避免混料不均和金屬鈷粉在混料過程中表面氧化兩大缺陷，杜絕結合劑分布不均、易聚集成團以及鈷粉末表面氧化等問題。本發明與傳統工藝相比，多晶金剛石層的金剛石分布均勻，無結合劑局部聚集現象，所制備出的金剛石復合片的耐磨性提高20％以上，抗沖擊性能提高12％以上。