CN110470200B - 一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，包括如下步骤：步骤(1)、选取金刚石复合片，并将金刚石复合片放入高温装置内；步骤(2)、然后将高温装置内的温度升温至750℃至1200℃之间；步骤(3)、需在高温装置内部放置1分钟以上，且还需控制在36小时以下，使脱钴层裂为碎片，同时整个金刚石层也会从硬质合金基体上脱落下来；步骤(4)、用千分尺或游标卡尺测量各个碎片的厚度，该厚度即为脱钴深度。本发明在检测金刚石复合片时，只需要放入炉子加热一次，加工简便省时，只需要一台样品加工设备，且测试结果精确，一致性好，测量工具即是最基本廉价的卡尺或千分尺，测量操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及超硬材料检测技术领域，尤其涉及一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法。
背景技术
金刚石复合片大量用于制作石油钻头和切削刀具，随着技术的发展，人们发现，金刚石复合片表面脱钴0.1-0.6mm后，耐热、耐磨和抗冲击性都有大幅提高，由此带来钻井或切削使用寿命的大幅增长。目前几乎所有的钻井复合片都进行了表面脱钴。
基本上脱钴越深，复合片的寿命越长，但脱钴加工的时间越长，需要的时间成本越长，加工费用越高。所以人们需要根据不同的用途来设计使用不同的脱钴深度，而脱钴深度检测方法就成为加工厂家和其用户必备的检测手段。
现有金刚石复合片脱钴深度的检测方法有以下几种：
一种方法是采用X射线透射进行无损检测，直接得到复合片的透射图像，由于脱钴层对X射线的吸收较少，能够显示出脱钴层的形貌和脱钴深度。但该方法需要昂贵的设备，成本较高，一般小厂无法承担购置设备的资金。
一种方法是将复合片用电火花线切割机剖开，再使用金相镶嵌机镶嵌到环氧树脂中，再用金刚石砂轮将线切割面磨平，磨平后脱钴层会与非脱钴层呈现出不同的色泽，在体视显微镜下或电子显微镜下可以测得剖面上各处脱钴深度。该方法样品加工步骤多，使用的设备种类也多，一般的厂不一定具有所有的设备，可能需要借助其他人的设备，因此成本较高，耗时较长。
美国专利9423370描述了一种无损检测脱钴深度的方法，原理是利用脱钴层很薄而不导电的特性，脱钴层的两个面之间天然形成了一个微小的电容，利用电容表测定上下表面之间的电容值，因为电容C＝ε0*εr*S/D(其中ε0为真空介电常数，εr为介质相对介电常数，S为平板电容的面积，D为脱钴深度)，计算出D值，但由于不同的复合片使用的材料和粒度、以及烧结工艺不同，脱钴层的εr也会不同，只能通过标准片校正后得到近似的脱钴深度。实测中发现，这种方法的误差很大，难以达到要求的精度。为此，我们提出了一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法。
发明内容
本发明提出了一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，包括如下步骤：
步骤(1)、选取金刚石复合片，并将金刚石复合片放入高温装置内；
步骤(2)、然后将高温装置内的温度升温至750℃至1200℃之间；
步骤(3)、需在高温装置内部放置1分钟以上，且还需控制在36小时以下，使脱钴层裂为碎片，同时整个金刚石层也会从硬质合金基体上脱落下来；
步骤(4)、待步骤(3)完成后，用千分尺或游标卡尺测量各个碎片的厚度，该厚度即为脱钴深度。
优选的，在步骤(3)的保温温度控制在800℃至1100℃。
优选的，所述的高温装置为真空炉、马弗炉、管式炉、感应加热装置或激光加热装置。
本发明提出的一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，有益效果在于：该检测金刚石复合片脱钴深度的方法在检测金刚石复合片时，只需要放入炉子加热一次，加工简便省时，只需要一台样品加工设备，且测试结果精确，一致性好，测量工具即是最基本廉价的卡尺或千分尺，测量操作简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，包括如下步骤：
步骤(1)、选取金刚石复合片，并将金刚石复合片放入高温装置内；
步骤(2)、然后将高温装置内的温度升温至750℃至1200℃之间；
步骤(3)、需在高温装置内部放置1分钟以上，且还需控制在36小时以下，使脱钴层裂为碎片，同时整个金刚石层也会从硬质合金基体上脱落下来；
步骤(4)、待步骤(3)完成后，用千分尺或游标卡尺测量各个碎片的厚度，该厚度即为脱钴深度。
在步骤(3)的保温温度控制在800℃至1100℃。
所述的高温装置为真空炉、马弗炉、管式炉、感应加热装置或激光加热装置。
实施例2
为了验证本方法的可靠性，将一件脱钴的直径13.44mm、高度13.2mm的复合片用线切割机切开，对其中的半片采用镶嵌后磨平的方法，在体视显微镜下测得脱钴层的厚度为0.3-0.5mm，将另外半片放入真空炉，900℃保温1小时，冷却取出后脱钴层裂为很多尺寸为1-3mm的碎片，选取不同部位的碎片，用数显游标卡尺测了4个碎片的厚度，测量值分别为0.40mm、0.39mm、0.40mm、0.39mm，平均值为0.395mm，与解剖法测得的脱钴深度基本相同，从而证明了脱钴层在高温下完整地从非脱钴层上剥落，碎片的厚度就是脱钴层的厚度，即脱钴深度。由于脱钴层的耐热性能达到1200℃，加热冷却后脱钴层也不会发生膨胀而影响原脱钴深度的测定。
实施例3
将一件脱钴的直径13.44mm、高度13.2mm的复合片整体放入真空炉，900℃保温1小时，冷却取出后脱钴层裂为很多尺寸为1-3mm的碎片，选取不同部位的碎片，用数显游标卡尺测了8个碎片的厚度，测量值都在0.48-0.50mm之间，测量结果非常稳定，同时也说明该复合片脱钴深度很均匀。
由上可知，1、本发明在检测金刚石复合片时，只需要放入炉子加热一次，加工简便省时，只需要一台样品加工设备。
2、复合片生产厂家一般都有真空炉设备，需要检测脱钴深度时只需将样品随生产线产品顺便处理一下即可，不需要专人去进行样品的加工。不需要购置昂贵的设备。
3、测试结果精确，一致性好，测量工具即是最基本廉价的卡尺或千分尺，测量操作简单。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、选取金刚石复合片，并将金刚石复合片放入高温装置内；
步骤(2)、然后将高温装置内的温度升温至750℃至1200℃之间；
步骤(3)、需在高温装置内部放置1分钟以上，且还需控制在36小时以下，使脱钴层裂为碎片，同时整个金刚石层也会从硬质合金基体上脱落下来；
步骤(4)、待步骤(3)完成后，用千分尺或游标卡尺测量各个碎片的厚度，该厚度即为脱钴深度。
2.根据权利要求1所述的一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于：在步骤(3)的保温温度控制在800℃至1100℃。
3.根据权利要求1所述的一种检测金刚石复合片脱钴深度的方法，其特征在于：所述的高温装置为真空炉、马弗炉、管式炉、感应加热装置或激光加热装置。
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