[发明专利]一种聚晶金刚石复合片浸出装置

说明书

技术领域

本发明涉及超硬材料技术领域，尤其涉及一种聚晶金刚石复合片浸出装置。

背景技术

超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚石是目前已知的世界上最硬的物质，立方氮化硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料。因此，超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。因而超硬材料在工业上获得了广泛应用。但是金刚石数量稀少、价格昂贵，远远不能满足经济发展的需要，因此，研究人员利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），使金刚石的应用范围扩展到勘探、航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。随着金刚石应用的进一步拓展，与其相关的复合材料引起了研究者的广泛兴趣，聚晶金刚石复合片就是其中之一。

聚晶金刚石复合片是在高温高压下由许多细晶粒金刚石和硬质合金衬底联合烧结而成的块状聚结体，由于其中聚晶金刚石的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，其硬度及耐磨性虽低于单晶金刚石，但烧结体表现为各向同性，因此不会像天然金刚石那样沿单一解理面裂开，经常作为加工工具主要用于石油、冶金、地质钻头、扩孔器等，具有高强度、高硬度、高耐磨性，特别是具有高的抗冲击韧性，其钻进速度和时效均为天然金刚石的许多倍，而且钻进过程中还可以有效的保持孔径。同时还可以用来切削非铁金属及其合金、硬质合金以及非金属材料，切削速度为硬质合金刀具的上百倍，耐用度为硬质合金的上千倍。

现有技术中的聚晶金刚石复合片，由于制备的原因，会有残余金属留在金刚石颗粒的间隙内，这些残余的金属会加剧金刚石复合片使用时的石墨化或氧化，导致聚晶层失效，而且金属相和硬质合金相的热膨胀系数和弹性模量的不同，聚晶金刚石复合片在使用中容易出现裂纹、分层等现象，影响聚晶金刚石复合片磨耗和热稳定性，从而缩短其使命寿命。

因此，如何减少聚晶金刚石复合片中的残余金属含量，成为业内亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚晶金刚石复合片浸出装置，本发明提供的聚晶金刚石复合片浸出装置能够减少聚晶金刚石复合片中的残余金属含量，同时还能保护聚晶金刚石复合片中的硬质合金层。

本发明提供了一种聚晶金刚石复合片浸出装置，包括：

基座，所述基座上设置有酸蚀槽，所述酸蚀槽用于盛放强酸；

设置在所述基座上的台型凹槽，所述台型凹槽用于放置聚晶金刚石复合片；所述台型凹槽的上底面与所述酸蚀槽下底面相连通；

所述聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层部分置于所述酸蚀槽中；

所述台型凹槽的上表面的尺寸与聚晶金刚石复合片的尺寸为过盈配合。

优选的，所述置于所述酸蚀槽的聚晶金刚石层的厚度为聚晶金刚石层总厚度的30%～80%。

优选的，所述台型凹槽的母线与台型凹槽的高的夹角为5～10°。

优选的，所述台型凹槽的下底面与聚晶金刚石复合片的下底面相接触，所述台型凹槽的深度小于所述聚晶金刚石复合片的厚度，所述台型凹槽的深度大于所述聚晶金刚石复合片的硬质合金层厚度。

优选的，所述台型凹槽的深度与所述聚晶金刚石复合片的厚度的差值与所述聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层厚度的比值为（0.3～0.8）：1。

优选的，所述台型凹槽为圆台型凹槽，所述台型凹槽的上表面直径小于台型凹槽下表面直径。

优选的，所述台型凹槽的上表面直径小于等于聚晶金刚石复合片的直径。

优选的，所述台型凹槽的上表面直径比聚晶金刚石复合片的直径小0.3～0.6mm。

优选的，所述酸蚀槽为圆柱型槽体，所述酸蚀槽的下底面直径大于所述台型凹槽的上表面直径。

本发明提供了一种聚晶金刚石复合片的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚晶金刚石复合片压入上述任意一项技术方案所述的聚晶金刚石复合片浸出装置中，使得聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的部分位于酸蚀槽中，然后向酸蚀槽中加入强酸进行浸出，得到浸出后的聚晶金刚石复合片。