CN102039413A - 一种金刚石复合片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石复合片，在硬质合金上复合有金刚石层，在金刚石上复合有聚晶金刚石层。本发明大大改善了复合片的径向温场分布，使得硬质合金中的钴均匀地扫越金刚石层。用这种方式制造的复合片，金刚石层的耐磨性均匀，金刚石层和硬质合金层结合牢固，抗冲击韧性和热稳定性增强。
Description
技术领域
本发明属于金刚石，具体涉及一种金刚石复合片及其制备方法。
背景技术
在高温高压条件下(1500℃，5.5Gpa)，在硬质合金基底上复合一层金刚石，便可得到金刚石复合片。金刚石复合片是一种性能非常优异的复合材料，它既有金刚石的高耐磨性，又有硬质合金的抗冲击韧性和可焊性，广泛用于石油、地质勘探，机械、石材加工等领域。现在，在石油勘探方面，从软到中硬地层，全部采用金刚石复合片钻头进行钻井。随着钻井技术的进步，对金刚石复合片的要求也越来越高，特别是在f＞10的硬质地层或研磨性高的地层，普通的金刚石复合片不能满足需要。研制更高性能的复合片势在必行。
在金刚石亚稳区，利用气相外延生长法制备金刚石膜的技术已经成熟。金刚石复合片的热稳定温度一般低于780℃，而金刚石膜的制造温度要在800℃以上。若想在金刚石复合片上外延生长一层厚度在0.1mm左右的聚晶金刚石金刚石膜，就必须提高金刚石复合片的热稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是金刚石复合片的热稳定温度一般低780℃，提供一种制备方法，使金刚石复合片的热稳定温度达到850℃以上。
本发明的技术方案是：在硬质合金上复合有金刚石层，在金刚石上复合有聚晶金刚石层。
所述金刚石的厚度为1～2mm。
所述聚晶金刚石的厚度为0.1～0.2mm。
金刚石复合片的制备方法是：采用气相外延生长法在金刚石上复合有聚晶金刚石层，金刚石复合片的组装方式为，采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的ZrO2或MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属如Mo或Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
本发明的有益效果是：端面加热的组装方式，大大改善了复合片的径向温场分布，使得硬质合金中的钴均匀地扫越金刚石层。用这种方式制造的复合片，金刚石层的耐磨性均匀，金刚石层和硬质合金层结合牢固，抗冲击韧性和热稳定性增强，热冲击韧性＞150焦耳，磨耗比大于3×105。用本发明制造的石油钻头，可钻进硬质地层以及研磨性强的地层，特别适合陆地5000m以上的深井和海洋钻井，具有非常好的经济和社会效益。
附图说明
图1为金刚石层厚度为1.0mm的复合片的组装方式。
图2为金刚石层厚度为2.0mm的复合片的组装方式。
其中，1钢碗；2叶腊石；3石墨片；4ZrO2管；5硬质合金；6金刚石；7NaCl管；8钢片；9MgO管。
具体实施方式
实施例1
一种金刚石复合片，在硬质合金上复合一层1mm厚的金刚石，在金刚石上用气相外延生长法复合一层0.1mm厚的聚晶金刚石。金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的ZrO2作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属Mo作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
实施例2
一种金刚石复合片，在硬质合金上复合一层2mm厚的金刚石，在金刚石上用气相外延生长法复合一层0.2mm厚的聚晶金刚石。金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
实施例3
一种金刚石复合片，在硬质合金上复合一层1.5mm厚的金刚石，在金刚石上用气相外延生长法复合一层0.15mm厚的聚晶金刚石。金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
实施例4
一种金刚石复合片，在硬质合金上复合一层1.2mm厚的金刚石，在金刚石上用气相外延生长法复合一层0.18mm厚的聚晶金刚石。金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
实施例5
一种金刚石复合片，在硬质合金上复合一层1.8mm厚的金刚石，在金刚石上用气相外延生长法复合一层0.16mm厚的聚晶金刚石。金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
所述端面加热的设备是六面顶压机。
Claims (5)
1.一种金刚石复合片，其特征在于：在硬质合金上复合有金刚石层，在金刚石上复合有聚晶金刚石层。
2.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于：所述金刚石的厚度为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石的厚度为0.1～0.2mm。
4.如权利要求1所述的金刚石复合片的制备方法，其特征在于：采用气相外延生长法在金刚石上复合有聚晶金刚石层，金刚石复合片的组装方式为：采用外方内方的叶腊石作传压介质，外方内圆的ZrO2或MgO作保温材料，圆柱状NaCl杯作均压均温材料，耐高温的金属如Mo或Ta作屏蔽材料，方形石墨片作为热源，实现端面加热。
5.根据权利要求4所述的金刚石复合片，其特征在于：所述端面加热的设备是六面顶压机。
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| CN2009101724832A CN102039413A (zh) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 一种金刚石复合片及其制备方法 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104399990A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 一种表面带花纹的硬质合金-聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
| CN105817631A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-03 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 聚晶金刚石超薄切割片的制造方法 |
| CN106205857A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-12-07 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种磁黄铁矿电极的制备方法 |
| CN108002825A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-05-08 | 江苏西玉钻石科技有限公司 | 无压机分球式超高压装置用复合传压介质及制备方法 |
| CN109608156A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 郑州昊诚超硬工具有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
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2009
- 2009-10-19 CN CN2009101724832A patent/CN102039413A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104399990A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 一种表面带花纹的硬质合金-聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
| CN105817631A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-03 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 聚晶金刚石超薄切割片的制造方法 |
| CN106205857A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-12-07 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种磁黄铁矿电极的制备方法 |
| CN106205857B (zh) * | 2016-06-24 | 2018-02-13 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种磁黄铁矿电极的制备方法 |
| CN108002825A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-05-08 | 江苏西玉钻石科技有限公司 | 无压机分球式超高压装置用复合传压介质及制备方法 |
| CN108002825B (zh) * | 2017-10-31 | 2020-12-18 | 江苏西玉钻石科技有限公司 | 无压机分球式超高压装置用复合传压介质及制备方法 |
| CN109608156A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 郑州昊诚超硬工具有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
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