[实用新型]一种金刚石复合片脱钴装置

说明书

本申请公开了一种金刚石复合片脱钴装置，包括溶液槽，溶液槽的内侧面设置有横跨溶液槽的卡具，卡具上固定有下端开口的脱钴模具，脱钴模具的内表面与复合层位于下部的金刚石复合片形成过盈配合，卡具可单独使金刚石复合片的复合层浸入溶液槽内的脱钴液中。上述金刚石复合片脱钴装置，能够根据脱钴时间与复合层进入脱钴液的高度保证不同设计要求的环脱效果，且能保证脱钴液不再渗入脱钴模具块内孔与复合片外圆的间隙导致复合片硬质合金外部的腐蚀，并且在脱钴复合片取出不及时的情况下也不会出现因为复合片侧面脱钴深度过深导致的复合片硬质合金腐蚀的情况。

技术领域

本实用新型涉及金刚石复合片技术领域，更具体地说，涉及一种金刚石复合片脱钴装置。

背景技术

聚晶金刚石复合片(PDC)由金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压 (HTHP)环境下合成，其外形为柱形结构，一般为圆柱形，其复合层也会有锥形、弧形、屋脊型等其他形状，具有良好的耐磨性、冲击韧性与热稳定性，广泛的应用于石油与地质钻探、机械加工刀具和修正工具等领域。

在现有聚晶金刚石复合片(PDC)的制造过程中，为提高复合片的合成效率，在合成过程中，金刚石复合片的复合层中是必须有铁、钴、镍等金属作为催化剂与粘结剂存在，但在金刚石复合片的使用过程中，由于这些残余金属的热膨胀系数和弹性模量与金刚石差别很大，因此会导致复合片的复合层出现裂纹、分层等现象而使金刚石复合片的耐磨性与热稳定性急剧下降，导致复合片在使用过程中失效，大大缩短了金刚石复合片的使用寿命，所以一般的金刚石复合片在使用之前，都要去除其复合层内部的残余金属，形成一定高度一定形状的脱钴层，这个过程就是常说的“脱钴”，而目前市场上反馈更好的脱钴形状为环脱，其具体为侧面脱钴深度大于复合片中间部位的脱钴深度，因为复合片在使用过程中都是从边缘部位开始使用，这种环脱的方式能够提供更大体积的脱钴层，提升复合片的使用效果以及热稳定性。

目前最普遍的复合片脱钴方式是使复合片的复合层内的残余金属与脱钴液发生化学反应，一般来说，脱钴液为混合强酸，具体是把复合片放入脱钴模具块中保护起来，只暴露复合层的一个表面在外部，把其侧面都包裹起来使侧面不暴露在脱钴液中，然后把带有复合片的脱钴模具块整体浸没在脱钴液中，随着复合层表层的残余金属不断与脱钴液接触并发生反应，脱钴液逐渐向复合层内部渗透，脱钴一定时间后，复合层便会形成一定高度一定形状的脱钴层，此脱钴层内无残余金属，在复合片的复合层被使用过程中，脱钴层部位使用效果最好。为了减少脱钴时间，一般都会把脱钴液加热到一定的温度，并辅以超声波振动，来加速金属与脱钴液的反应速度，提高脱钴效率，这种脱钴方式优点是操作简单，成本低廉，脱钴效率较高，但其仍然存在一些缺点：第一是脱钴过程中，整个脱钴模具块都在脱钴液中，脱钴模具块内孔与复合片外圆虽然设计为过盈配合，但随着脱钴液的升温与振动，其内孔会逐渐膨胀，导致脱钴模具块内孔与复合层外圆处间隙变大，脱钴液顺着间隙处流入硬质合金部位，复合片的硬质合金基体可能会被腐蚀；第二是随着复合片的复合层脱钴液的不断渗入，当脱钴复合片取出不及时，会导致脱钴液直接渗透至硬质合金基体部位，导致硬质合金基体腐蚀，轻点的腐蚀会降低复合片复合层与硬质合金的结合强度，导致复合片在使用过程中出现“脱层”现象，严重的腐蚀会导致复合片直接报废，特别是在环脱方式下，因为其复合层侧面脱钴深度比中间位置脱钴深度更深，在脱钴过程中对复合片硬质合金基体的腐蚀概率更大。

因此，如何在目前化学脱钴方式下形成较好的环脱形状同时既有效避免因为复合片取出不及时造成的环脱侧面脱钴深度过深导致的硬质合金基体的腐蚀同时避免因为脱钴模具块内孔与复合层外圆处间隙受外部条件影响变大导致的合金腐蚀成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种金刚石复合片脱钴装置，能通过调节放置时间与复合层进入脱钴液的高度保证较好的脱钴形状，同时脱钴液不再渗入脱钴模具块内孔与复合片外圆的间隙导致复合片硬质合金外部的腐蚀，并且在脱钴复合片取出不及时的情况下也不会出现因为复合层侧面脱钴深度过深导致的复合片的硬质合金基体腐蚀的情况。