CN105974060B - 一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，包括：对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理；对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割；对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工；对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注。本申请提供的上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，能够利用简化的流程来制备样品，且能够大大降低检测成本。

Description

一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法

技术领域

本发明属于超硬工具制造技术领域，特别是涉及一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法。

背景技术

随着金刚石复合片在石油和天然气开采等领域的广泛应用以及油气开采技术的不断提高，对高耐磨金刚石复合片的需求也与日俱增。对金刚石复合片进行脱钴操作能够有效提高产品的耐热性能，从而大幅改善金刚石复合片产品的耐磨性。

目前，应用于聚晶金刚石复合片脱钴的方法主要包括电解法和酸浸法，虽然原理有所差异，但都能有效祛除金刚石层中部分钴的存在，有效地提高金刚石复合片的耐热和耐磨性能。为了满足不同层次客户的需求，在脱钴完成后，需要对脱钴深度进行测定。目前较通用的脱钴深度测定方法主要有两种：一是利用高倍光学显微镜或衍生测定装置，能够实现脱钴深度的粗略测定，但参考价值不强，说服力有限；二是利用扫描电子显微镜，能有效实现不同位置不同脱钴深度产品的准确测量，但样品的制备过程中需要对不导电部位进行喷金处理，成本较高，且流程繁琐复杂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，能够利用简化的流程来制备样品，且能够大大降低检测成本。

本发明提供的一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，包括：

对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理；

对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割；

对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工；

对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理包括：

对脱钴后的聚晶金刚石复合片的外圆、硬质合金端面及倒角进行加工、抛光和清洗。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割包括：

利用高功率激光切割机从所述聚晶金刚石复合片的顶面沿截面直径方向进行切割；

利用线切割机从所述聚晶金刚石复合片的底面沿同一个所述截面直径方向继续进行切割。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工包括：

利用修整夹具对所述切面进行修整；

利用单面加压镜面抛光机或金相抛光机对所述切面进行进一步抛光处理；

利用金属清洗剂对所述切面进行预处理清洗；

利用超声波清洗机对所述切面进行超声清洗；

利用干燥箱对所述切面进行烘干。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述切面进行扫描和截图之前还包括：

设置扫描部位的放大倍率为100倍至200倍。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对脱钴深度进行标注包括：

对扫描的每个部位进行不少于两处的标注，其中至少包括脱钴深度最高点和脱钴深度最低点。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述切面进行扫描和截图包括：

对所述切面进行六次截图，所述截图中至少包括界面非钴层和倒角非钴层。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述截图中还包括外圆非钴层。

优选的，在上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注之后还包括：

设置扫描放大倍率为1000倍至2000倍，对含钴层进行扫描并截图。

通过上述描述可知，本发明提供的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，由于先对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理，然后对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割，再对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工，然后对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注，避免了对其表面进行喷金处理，因此能够利用简化的流程来制备样品，且能够大大降低检测成本。

附图说明

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。

图1为本申请实施例提供的第一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，能够利用简化的流程来制备样品，且能够大大降低检测成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

本申请实施例提供的第一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法的流程图。该方法包括如下步骤：

S1：对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理；

在该步骤中，主要是针对脱钴后的聚晶金刚石复合片的外表进行处理，做到外表光滑和洁净，以避免杂质对检测造成不利影响。

S2：对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割；

在该步骤中，将脱钴后的聚晶金刚石复合片沿其圆形横截面的直径方向，往下切割，切割之后就露出整个切面，该切面就能够展现出各个部位的脱钴情况。

S3：对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工；

由于切割之后，得到的切面较为粗糙，无法直接应用于扫描电镜检测，因此需要对其进行进一步的加工，以得到平整光滑无杂质的切面。

S4：对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注。

在该步骤中，得到所述切面的扫描图像之后进行截图，在得到的截图中，由于存在钴元素的位置较亮，而脱钴之后的位置较暗，因此根据这种亮暗的差别就能够区分出脱钴层与非脱钴层，利用这种原理就能够检测脱钴深度。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，由于先对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理，然后对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割，再对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工，然后对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注，避免了对其表面进行喷金处理，因此能够利用简化的流程来制备样品，且能够大大降低检测成本。

本申请提供的第二种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第一种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理包括：

对脱钴后的聚晶金刚石复合片的外圆、硬质合金端面及倒角进行加工、抛光和清洗。

一般而言，依据聚晶金刚石复合片的总体高度和激光切割机的最大切削深度，可能无法一次性切透整个聚晶金刚石复合片，因此需经激光切割之后，在聚晶金刚石复合片底部同一位置标定后，在线切割设备上进行二次切割，因此，本申请提供了第三种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第二种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割包括：

利用高功率激光切割机从所述聚晶金刚石复合片的顶面沿截面直径方向进行切割；

利用线切割机从所述聚晶金刚石复合片的底面沿同一个所述截面直径方向继续进行切割。

具体的操作流程如下：先将聚晶金刚石复合片装载在切割夹具上，用激光切割机对聚晶金刚石复合片的复合层进行切割，切割完毕翻转夹具，在硬质合金端面上再按照截面直径方向标定，这样线切割机在对刀的时候，直接沿标定的线走丝就可以完全切透整个复合片，且切面几乎完全重合，切面较平整。

本申请提供的第四种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第三种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工包括：

利用修整夹具对所述切面进行修整；

利用单面加压镜面抛光机或金相抛光机对所述切面进行进一步抛光处理，具体的，将样品的金刚石层端面朝下装载在专用夹具中，放在单面加压镜面抛光机或金相抛光机中进行抛光，直到界面出现镜面光泽就停止抛光；

利用金属清洗剂对所述切面进行预处理清洗；

利用超声波清洗机对所述切面进行超声清洗，具体的，可以利用无水乙醇为介质，用超声波清洗机清洗样品10分钟即可；

利用干燥箱对所述切面进行烘干，具体的，可以用干燥箱在80℃下烘干，自然冷却至常温取出放在密封袋中封存、并编号、标识，以备送检。

本申请提供的第五种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第四种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对所述切面进行扫描和截图之前还包括：

设置扫描部位的放大倍率为100倍至200倍。

也就是说，脱钴深度检测所有扫描部位放大倍率为100-200X，截图后重新命名(如界面非钴层01、界面非钴层02或者界面非钴层03等等)，涵盖外圆、倒角及界面脱钴层。

本申请提供的第六种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第五种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对脱钴深度进行标注包括：

对扫描的每个部位进行不少于两处的标注，其中至少包括脱钴深度最高点和脱钴深度最低点。

在这种情况下，就能够记录脱钴深度最高的位置和最低的位置，从而能够对脱钴深度的全局情况进行把握。

本申请提供的第七种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，是在上述第六种方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述对所述切面进行扫描和截图包括：

对所述切面进行六次截图，所述截图中至少包括界面非钴层和倒角非钴层。

具体的，金刚石层界面分三段线扫，涵盖整个金刚石层界面，截图共计3张；上下或左右倒角非钴层全貌和界面非钴层局部均在同一截图中显示，截图共计2张；进一步的，所述截图中还可以包括外圆非钴层。

另外，在上述任一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法中，所述对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注之后还可以优选包括：

设置扫描放大倍率为1000倍至2000倍，对含钴层进行扫描并截图，这样就知道金刚石层中的钴是如何分布的，从而对生产和研发起到一定的指导作用。

下面对具体的样品检测步骤介绍如下：将样品放在样品台上，用导电胶粘样固定，关闭样品交换室门，抽真空处理，待达到规定真空度后，调节设备和参数，达到预定状态后，调节放大倍数、焦距、亮度、对比度、像散等，获取清晰图像，进行样品检测。

对于脱钴深度的判定标准如下所述：

根据脱钴深度不同，将脱钴方式定义为：浅脱钴、深脱钴和超深脱钴三种，还可配合上述三种脱钴进行针对外圆非钴层的侧处理。

不同脱钴深度的判定标准如下：

浅脱钴，其脱钴深度为150-250μm，外圆非钴层高度为250μm以上；

深脱钴，其脱钴深度为250-500μm，外圆非钴层高度为250μm以上；

超深脱钴，其脱钴深度为500μm以上，外圆非钴层高度为250μm以上。

需要说明的是，脱钴深度的范围应包括整个金刚石层并覆盖整个倒角，倒角的处理深度应与平面的处理深度保持一致，整个脱钴层应从金刚石层的中心到边缘再到倒角处应保持相对均匀平整，最大深度差不应超过100微米。这就明确了利用扫描电镜检测脱钴的检测流程和方法，并规定了具体的判定标准，使检测更加规范有序。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，只包括：

对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理；

对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割；

对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工；

对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注；

所述对脱钴后的聚晶金刚石复合片进行预处理包括：

对脱钴后的聚晶金刚石复合片的外圆、硬质合金端面及倒角进行加工、抛光和清洗；

所述对所述聚晶金刚石复合片沿截面直径方向进行切割包括：

利用高功率激光切割机从所述聚晶金刚石复合片的顶面沿截面直径方向进行切割；

利用线切割机从所述聚晶金刚石复合片的底面沿同一个所述截面直径方向继续进行切割；

所述对所述聚晶金刚石复合片的切面进行进一步加工包括：

利用修整夹具对所述切面进行修整；

利用单面加压镜面抛光机或金相抛光机对所述切面进行进一步抛光处理；

利用金属清洗剂对所述切面进行预处理清洗；

利用超声波清洗机对所述切面进行超声清洗；

利用干燥箱对所述切面进行烘干。

2.根据权利要求1所述的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，所述对所述切面进行扫描和截图之前还包括：

设置扫描部位的放大倍率为100倍至200倍。

3.根据权利要求2所述的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，所述对脱钴深度进行标注包括：

对扫描的每个部位进行不少于两处的标注，其中至少包括脱钴深度最高点和脱钴深度最低点。

4.根据权利要求3所述的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，所述对所述切面进行扫描和截图包括：

对所述切面进行六次截图，所述截图中至少包括界面非钴层和倒角非钴层。

5.根据权利要求4所述的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，所述截图中还包括外圆非钴层。

6.根据权利要求1-5任一项所述的检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，所述对所述切面进行扫描和截图并对脱钴深度进行标注之后还包括：

设置扫描放大倍率为1000倍至2000倍，对含钴层进行扫描并截图。