一种聚晶金刚石复合片及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超硬材料技术领域，更具体地说，是涉及一种聚晶金刚石复合片及处理方法。
【背景技术】
[0002]聚晶金刚石复合片是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成的一种新型复合材料，其结构包括聚晶金刚石层和作为支撑体的硬质合金层。其中，聚晶金刚石层具有硬度高、耐磨性好的特点，而硬质合金层则从整体上提高了聚晶金刚石复合片的韧性和可焊性，因此聚晶金刚石复合片成为制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。
[0003]但是，聚晶金刚石复合片在高温高压合成过程中，其聚晶金刚石层中会残存部分金属，由于金属的热膨胀系数远高于金刚石，金属残留在金刚石颗粒间隙内，会由于聚晶金刚石复合片在工作时产生的高温使金属膨胀，从而引起微裂纹，加快材料的破坏和磨损，严重影响聚晶金刚石复合片在使用过程中的稳定性，降低工件的使用寿命。因此，需要对聚晶金刚石复合片进行残余金属的脱除。
[0004]目前，传统脱除残余金属的方法如电解法和酸浸法，由于工艺条件的限制，脱除深度达到15 μ m以上后，便很难再浸出；而脱除深度达到25 μ m以上，则需要240个小时以上，效率极低，不适合大规模操作。因此，对于得到脱除残余金属的聚晶金刚石复合片的问题还没有解决。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种聚晶金刚石复合片及处理方法，本发明提供的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层残余金属的脱除深度大，使用过程中的稳定性好，使用寿命长。
[0006]本发明提供了一种聚晶金刚石复合片，包括:
[0007]硬质合金基底；
[0008]复合在所述硬质合金基底上的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，所述未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底之间；所述聚晶金刚石层的厚度为1.9mm?2.2mm ;脱除残余金属层的厚度为30 μπι?50 μ m ；
[0009]包覆在硬质合金基底底面和全部侧面及聚晶金刚石层部分侧面的保护层。
[0010]优选的，所述保护层为聚四氟乙烯层。
[0011]优选的，所述保护层的厚度为0.3mm?Imm0
[0012]优选的，所述保护层侧面边缘超出硬质合金基底与聚晶金刚石层接触平面的距离为 Imm ?1.5mm。
[0013]本发明还提供了一种聚晶金刚石复合片的处理方法，包括以下步骤:
[0014]a)将待处理的聚晶金刚石复合片依次进行表面清洗、喷砂处理和电喷镀，得到带有保护层的聚晶金刚石复合片；所述保护层包覆在硬质合金基底底面和全部侧面及聚晶金刚石层部分侧面；
[0015]b)将得到的带有保护层的聚晶金刚石复合片进行酸浸渍处理，得到处理后的聚晶金刚石复合片；所述处理后的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，所述未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底之间。
[0016]优选的，所述步骤b)具体为:
[0017]将得到的带有保护层的聚晶金刚石复合片浸渍在酸溶液中，在搅拌的条件下进行高温高压反应，得到处理后的聚晶金刚石复合片。
[0018]优选的，所述高温高压反应的温度为50°C?160°C，压力为5MPa?lOMPa，时间为Ih ?48h0
[0019]优选的，所述酸为盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种或多种。
[0020]优选的，所述搅拌的速度为100r/min?180r/min。
[0021]本发明提供了一种聚晶金刚石复合片及处理方法，所述聚晶金刚石复合片包括:硬质合金基底；复合在所述硬质合金基底上的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，所述未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底之间；所述聚晶金刚石层的厚度为1.9mm?2.2mm ;脱除残余金属层的厚度为30 μπι?50 μm ;包覆在硬质合金基底底面和全部侧面及聚晶金刚石层部分侧面的保护层。与现有技术相比，本发明提供的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层残余金属的脱除深度大，且不会对硬质合金基底产生腐蚀，从而提高了聚晶金刚石复合片在使用过程中的稳定性，延长使用寿命。检测结果表明，本发明提供的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层残余金属的脱除深度可以达到50 μπι。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明提供的聚晶金刚石复合片的结构示意图；
[0024]图2为本发明进行酸浸渍处理所用的高压反应釜的结构示意图；
[0025]图3为本发明实施例1提供的聚晶金刚石复合片聚晶金刚石层的扫描电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]本发明提供了一种聚晶金刚石复合片，包括:
[0028]硬质合金基底；
[0029]复合在所述硬质合金基底上的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，所述未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底之间；所述聚晶金刚石层的厚度为1.9mm?2.2mm ;脱除残余金属层的厚度为30 μπι?50 μ m ；
[0030]包覆在硬质合金基底底面和全部侧面及聚晶金刚石层部分侧面的保护层。
[0031]请参阅图1，图1为本发明提供的聚晶金刚石复合片的结构示意图，其中，I为硬质合金基底，2为脱除残余金属层，3为未脱除残余金属层，4为保护层。
[0032]在本发明中，所述硬质合金基底(I)为圆柱体，本发明对所述硬质合金基底(I)没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的作为聚晶金刚石复合片基底部分的硬质合金材料即可，所述硬质合金基底(I)能够提高聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及可焊接性。
[0033]在本发明中，所述硬质合金基底上复合有聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括脱除残余金属层(2)和未脱除残余金属层(3)，所述未脱除残余金属层(3)位于脱除残余金属层(2)和硬质合金基底(I)之间。在本发明中，所述聚晶金刚石层的厚度为1.9_?
2.2mm，优选为2mm。在本发明中，所述残余金属为钴和鹤中的一种或两种，所述残余金属对聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层有破坏作用；在本发明中，所述未脱除残余金属层(3)位于脱除残余金属层(2)和硬质合金基底(I)之间，这样的结构使所述脱除残余金属层(2)位于聚晶金刚石复合片最外层，提高了聚晶金刚石复合片使用过程中的稳定性，延长其使用寿命。所述脱除残余金属层(2)的厚度为30 μπι?50 μπι。