[發明專利]金剛石復合片及其制備方法

有效

• 申請號: 202011187945.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112404435B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 孔帥斐;張敏捷;李和鑫
• 申請（專利權）人: 河南富萊格超硬材料有限公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;C23C16/32;C23C16/44;C23C16/02;C23C8/08;C23C8/02;C22C26/00
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 王莉

1.一種聚晶金剛石復合片，其特征在于，主要由聚晶金剛石顆粒、耐磨金屬化合物涂層和金屬粘合劑組成，所述耐磨金屬化合物涂層形成在所述聚晶金剛石顆粒表面，所述金屬粘合劑填充在相鄰的耐磨金屬化合物涂層之間，其中，所述聚晶金剛石復合片主要由質量百分比75%～85%的復合金剛石顆粒與15%～25%金屬結合劑在3.8～4.5?GPa、1280℃～1350℃的條件下燒結而成，其中，所述復合金剛石顆粒通過在粒徑為7～40?μm的金剛石顆粒表面沉積所述耐磨金屬化合物涂層獲得。

2.根據權利要求1所述的聚晶金剛石復合片，其特征在于，所述耐磨金屬化合物涂層為碳化鈦、碳化鉻、碳化鋁、碳化硅或其任意組合。

3.一種聚晶金剛石復合片的制備方法，包括以下步驟：

金剛石顆粒預處理先對金剛石顆粒進行酸堿處理，然后進行超聲水洗并干燥，獲得干凈的金剛石顆粒；

形成耐磨金屬化合物涂層將所述干凈的金剛石顆粒置于鍍膜機腔室的基片臺上，所述基片臺以10～15?rad/min旋轉并使置于其上的金剛石自由滾動，采用真空鍍膜法在530℃～610℃的條件下，以及在氫氣和丙酮的混合氣氛中，在所述干凈的金剛石顆粒表面沉積耐磨金屬化合物涂層，獲得復合金剛石顆粒；

基體清洗對硬質合金基體進行噴砂處理，去除所述硬質合金基體表面的雜質及氧化層，得到首次清洗基體；在水基清洗劑的作用下，利用超聲波對所述首次清洗基體進行清洗；真空干燥，得到潔凈基體；

復合片壓制燒結將所述復合金剛石顆粒與金屬結合劑按照質量百分比75%～85%和15%～25%的比例均勻混合形成混合料；將所述混合料攤鋪至所述潔凈基體表面；然后在3.8～4.5?GPa、1280℃～1350℃條件下燒結20～30?min，獲得聚晶金剛石復合片。

4.根據權利要求3所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，所述金剛石顆粒預處理步驟包括：將粒徑為7～40?μm的金剛石顆粒分別在質量百分比20%～25%的硝酸和20%～25%的氫氧化鈉溶液中蒸煮20～35?min，將蒸煮過的所述金剛石顆粒在蒸餾水中超聲清洗15～40?min，然后烘干，獲得所述干凈的金剛石顆粒。

5.根據權利要求3所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，所述耐磨金屬化合物涂層的材料為碳化鈦、碳化鉻、碳化鋁、碳化硅或其任意組合。

6.根據權利要求5所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，所述形成耐磨金屬化合物涂層的步驟包括：

將放置有所述干凈的金剛石顆粒的鍍膜機腔室抽真空至真空度為1×10^-3～3×10^-3Pa；將所述基片臺加熱至550℃～600℃，所述基片臺旋轉，沉積電流為100A，氫氣以50～65sccm的流量攜帶丙酮通入所述鍍膜機中；

同時以沉積功率為3000～4000?W的鈦鋁靶和沉積功率為2000～2500?W的鈦靶，沉積1～2?h，在所述干凈的金剛石顆粒表面形成碳化鈦和碳化鋁的復合涂層；

同時以沉積功率為3000～4000W的鈦鋁靶、沉積功率為1000～1500W的鈦硅靶和沉積功率為1000～1500W的鈦靶，沉積1～2?h，在所述碳化鈦和碳化鋁合金層上形成碳化鈦、碳化鋁和碳化硅的復合涂層；

同時以沉積功率為3000～4000W的鈦鋁靶、沉積功率為1000～1500W的鈦鉻靶和沉積功率為1000～1500W的鈦靶，沉積1～2?h，在所述碳化鈦、碳化鋁和碳化硅的復合涂層上形成碳化鉻、碳化鈦和碳化鋁層的復合涂層；

最后冷卻至室溫，泄壓取出所述復合金剛石顆粒。