[发明专利]一种金刚石复合片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金刚石复合片及其制备方法，其中，方法包括步骤：预先在金刚石微粉表面镀上一层金属钴，得到表面镀有金属钴的金刚石微粉；将表面镀有金属钴的金刚石微粉与硬质合金基体装入金属杯或碳模中，并将装配好的组件进行真空处理；将真空处理后的组件装入烧结模并进行烧结，得到金刚石复合片。本发明解决了现有的金刚石复合片中由于金属钴分布不均造成金刚石复合片的强度、抗冲击韧性及耐磨性能不高的问题。

技术领域

本发明涉及金刚石复合片领域，尤其涉及一种金刚石复合片及其制备方法。

背景技术

金刚石复合片是由金刚石微粉和硬质合金基体在超高温、高压条件下烧结而成，它主要由硬质合金基体与烧结后的聚晶金刚石层组成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其它耐磨工具的理想材料。金刚石复合片的优异性能是因为金刚石微粉在高温高压条件下形成了D-D键，D-D键形成的越多越均匀，金刚石复合片的强度、抗冲击韧性及耐磨性能也越好。而现有金刚石复合片的制备方法中，是通过在硬质合金基体与金刚石颗粒间涂覆上含有金属钴的粘结剂，然后在金刚石颗粒在烧结时，熔化成液体的钴金属在金刚石颗粒间渗透，金刚石颗粒在高温高压下部分溶解于熔化的钴金属中，当金刚石在液相钴金属中的溶解度达到饱和时，便会重新析出金刚石晶体，从而使金刚石颗粒间相互连接在一起，生成D-D键，形成金刚石聚晶。但是这种方法容易造成金刚石颗粒间的金属钴分布不均，或者大量堆积团聚或者缺少金属钴，大量堆积团聚则会因钴金属与金刚石热膨胀系数差异，从而形成大量的热残余应力，这些热残余应力极易引起微裂纹，使金刚石复合片在工作过程中出现不耐磨、崩片等现象；而金刚石颗粒间缺少金属钴的催化就难以形成D-D键，无法发挥金刚石耐磨性能。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金刚石复合片及其制备方法，旨在解决现有的金刚石复合片中由于金属钴分布不均造成金刚石复合片的强度、抗冲击韧性及耐磨性能不高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种金刚石复合片的制备方法，其中，包括步骤：

预先在金刚石微粉表面镀上一层金属钴，得到表面镀有金属钴的金刚石微粉；

将表面镀有金属钴的金刚石微粉与硬质合金基体装入金属杯中，并将装配好的组件进行真空处理；

将真空处理后的组件装入烧结模并进行烧结，得到金刚石复合片。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，所述表面镀有金属钴的金刚石微粉中金属钴的含量为2000~10000ppm。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，采用化学镀的方式预先在金刚石微粉表面镀上一层金属钴。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，所述化学镀采取的镀液由氯化钴、硫酸钴、次磷酸钠、柠檬酸钠、水及辅料构成，所述辅料包括氯化铵、硫酸铵及十二烷基硫酸钠。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，所述镀液中，氯化钴浓度为10~50g/L、硫酸钴浓度为10~60g/L、次磷酸钠浓度为10~40g/L、柠檬酸钠浓度为20~100g/L、氯化铵浓度为10~100g/L、硫酸铵浓度为20~100g/L、十二烷基硫酸钠浓度为0.01~0.2g/L。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，所述镀液pH为8~9。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，所述化学镀过程温度为50~100℃，时间1~60min。

所述的金刚石复合片的制备方法，其中，将表面镀有金属钴的金刚石微粉与硬质合金基体装入金属杯中前，需将表面镀有金属钴的金刚石微粉用去离子水及乙醇清洗，并以不超过60℃的温度烘干。