CN111283205B - 一种超厚多晶金刚石复合材料、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超厚多晶金刚石复合材料，包括多晶金刚石层和硬质合金基体，硬质合金基体为含钴基体，多晶金刚石复合材料的直径≥30mm，多晶金刚石层的厚度≥3mm。上述复合材料的制备方法：硬质合金基体与至少一层多晶金刚石微粉层堆叠，其中，硬质合金基体与一层多晶金刚石微粉层堆叠时，在多晶金刚石微粉层的一面与硬质合金基体接触、另一面与钴源层接触；硬质合金基体与至少两层多晶金刚石微粉层堆叠时，多晶金刚石微粉层之间铺设钴源层；然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层。采用本发明提供的技术，可获得耐磨性、抗冲击等性能符合要求的超厚多晶金刚石复合材料，该材料可直接用于切割制备机械加工刀具。

Description

一种超厚多晶金刚石复合材料、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及机械加工材料技术领域，具体涉及一种超厚多晶金刚石复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

多晶金刚石复合材料（又称金刚石复合片，英文名：Polycrystalline Diamond，常简称 PCD）广泛应用于制作超硬刀具。相比于传统硬质合金、工具钢、陶瓷等材料制作的刀具，多晶金刚石复合材料制作的刀具具有高速高效、节能环保、高加工精度、高加工表面光洁度、高耐磨、高寿命、高导热率等优点。多晶金刚石复合材料是将多晶金刚石层与硬质合金（WC-Co 合金）基体在高温（1500℃左右）高压（6GPa左右）下烧结复合而成的。用于制作超硬刀具的金刚石复合片成品，其多晶金刚石层厚一般不超过 1mm，通常为0.3mm-0.8mm。

随着 PCD刀具在加工领域的应用扩展，以及制造业（如汽车、航空航天、电子、能源等行业）中难加工材料的普遍使用，尤其是针对玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料、高温合金、高粘性金属等材料的高速高效高精度加工需求，待加工工件的工作面厚度较大，一般的薄多晶金刚石层的PCD（多晶金刚石工作层通常为0.5mm左右，一般大于0.2mm，小于3mm）难以满足加工需求，加工时需要反复加工，加工效率低，反复加工过程中又存在前后加工轨迹不重合，加工精度不达标，需要后续精加工，且反复加工过程中磨损问题严重，需要频繁更换刀具，影响加工效率，不利于流水线自动批量作业。若为满足加工需求，可通过焊接等方式拼接刀具的工作层，这样就存在结构复杂、刀具制作成本高的不足，且脆性高、抗冲击性不足、拼（焊）接处易开裂脱层、使用寿命低等问题。

但传统方法制作的大直径（直径≥30mm）金刚石复合片，其多晶金刚石层厚通常小于 1mm，很难超过2mm。主要原因如下：

1）多晶金刚石复合材料是将多晶金刚石微粉层与硬质合金（WC-Co合金）基体在高温（1500℃左右）高压（6GPa左右）下烧结复合而成的，在烧结过程中，硬质合金基体中的钴通过熔化渗透多晶金刚石微粉层，称之为“高压高温熔渗烧结法”，但当多晶金刚石微粉层大于 2mm 时，硬质合金基体中的钴难以完全渗透多晶金刚石微粉层；

2）多晶金刚石层厚大于2mm的 PCD，容易在多晶金刚石层与硬质合金基体界面处产生应力集中，并容易发生脱层，主要是因为多晶金刚石层与硬质合金基体的力学性质（如弹性模量等）与热学性质（如热膨胀系数）差别大，在制备、加工与使用过程中，由于力、热的作用，两种材料的体积变化不匹配，容易在界面处产生应力积聚；

3）多晶金刚石层厚大于2mm的PCD，由于在高温高压烧结过程中，基体中的钴在多晶金刚石层中的熔渗距离长，将导致金刚石晶粒异常长大等的现象发生，使得多晶金刚石层的一致性、均匀性不能满足后继加工和使用要求。

综上所述，超厚多晶金刚石复合材料难以通过传统的“高压高温熔渗烧结法”制备，即使勉强得到，也不能在性能上满足使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：一般的薄多晶金刚石层的PCD（1mm左右）难以满足加工需求，本发明提供了解决上述问题的一种超厚多晶金刚石复合材料。

本发明通过下述技术方案实现：

一种超厚多晶金刚石复合材料，通过高温高压烧结制备获得，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，所述硬质合金基体为含钴基体，多晶金刚石复合材料片型的直径≥30mm，所述多晶金刚石层的厚度≥3mm。本发明的含钴基体包括含钴碳化钨合金基体。

为了提高金刚石刀具加工效率、加工质量，常规的做法就是改进刀具的加工工艺、或者改进刀具本身结构，而本发明另辟蹊径，从制作刀具的金刚石材料入手，通过提供一种超厚多晶金刚石复合材料，有效解决了现有薄金刚石刀具加工过程中存在的加工效率低、寿命低等问题。

本发明提供的超厚多晶金刚石复合材料，可通过进一步加工成型的各种钻、铣、镗、锪、切、磨刀具，其多晶金刚石工作层可大于3mm，垂直于多晶金刚石层和硬质合金基体界面的刃口长度亦可大于3 mm，适用于超厚待加工面的加工处理，尤其是针对玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料、高温合金、高粘性金属等材料的高速高效高精度加工需求。表现出如下优势：

1、加工效率高

例如，为避免金属材质表面屏蔽信号，5G手机后盖采用玻璃或陶瓷等非金属无机材料制作而成，厚度在1mm-2mm或更厚，热轧形成，初始加工获得的半成品存在边缘不光滑、表面粗糙、尺寸不到位等问题，需要采用轮廓刀修正轮廓。此时常采用金刚石复合材料制作轮廓刀，以对半成品轮廓的弧度修正。而常规的0.5mm厚度多晶金刚石层的复合片制作的轮廓刀工作层厚度太薄，不能一次性修正，需要来回反复多次修正、精磨，加工效率低。而采用本发明超厚多晶金刚石复合材料制作的轮廓刀，其多晶金刚石工作层、即刃口长度均可与实际待加工面匹配，可对上述厚层难加工材料工件一次性加工到位；加工同样的工件，在加工时间上，采用本发明超厚材料制作的金刚石刀具大约节省了80%甚至更多。

2、加工质量高

例如，采用上述0.5mm的复合片制作的金刚石轮廓刀对半成品轮廓的弧度修正，不能一次性修正加工到位，需要来回反复多次修正，在来回反复加工过程中，容易产生不对接的台阶面，还需要精修打磨才能保障最终的质量。而本发明超厚多晶金刚石复合材料制作的刀具可一次性加工到位后，不存在台阶等缺陷，一次性修正轮廓效率高、质量高、表面洁度好，本发明可达到表面粗糙度≤0.1mm。

3、稳定性好，使用寿命长

例如，飞机表面的碳纤维材料，是一种加工难度非常大的非金属纤维材料，初步加工不能得到光洁的表面，需采用轮廓刀修磨。又如，该碳纤维材料表面厚度5mm或更厚，采用薄多晶金刚石工作层的刀具，在上面钻孔，需要在韧口处焊接金刚石复合层，结构复杂，脆性大，易开裂脱落、修磨操作复杂，寿命不高，冲击易碎，钻一个孔可能需要耗费几个钻头，磨损严重。而采用本发明提供的多晶金刚石复合材料制作的刀具，钻5mm深度的孔，可以直接开刃开到5mm深度，轮廓修磨或钻孔工作面完全可达到加工要求，无需拼（焊）接工作层面，不存在焊接面、结构简单、整体稳定性好，1mm厚度多晶金刚石层的复合片没法直接制作长刃口麻花钻头。

此外，如手机后盖轮廓修磨，由于薄的刀具需要反复来回修磨，对刀具的磨损较大，本发明超厚刀刀具寿命可加工500个工件，而对于0.5mm的复合片刀具寿命只能加工10个工件，就会报废；这对于工业生产流水线，薄的刀具磨损严重，人工更换频繁，增大了刀具的成本、人工成本以及停工更换成本。

进一步地，所述多晶金刚石复合材料片的直径为30mm～110mm，所述多晶金刚石层的厚度为3mm～10mm。

一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，用于制备上述的一种超厚多晶金刚石复合材料，其特征在于，硬质合金基体与至少一层多晶金刚石微粉层堆叠，其中，硬质合金基体与一层多晶金刚石微粉层堆叠时，在多晶金刚石微粉层的一面与硬质合金基体接触、另一面与钴源层接触；硬质合金基体与至少两层多晶金刚石微粉层堆叠时，多晶金刚石微粉层之间铺设钴源层；然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层。

但传统方法制作的大直径（直径≥30mm）金刚石复合片，其多晶金刚石层厚通常小于 1mm，很难超过2mm。主要原因如下：

1）多晶金刚石复合材料是将多晶金刚石微粉层与硬质合金（WC-Co合金）基体在高温（1500℃左右）高压（6GPa左右）下烧结复合而成的，在烧结过程中，硬质合金基体中的钴通过熔化渗透多晶金刚石微粉层，称之为“高压高温熔渗烧结法”，但当多晶金刚石微粉层大于 2mm 时，硬质合金基体中的钴难以完全渗透多晶金刚石微粉层；

2）多晶金刚石层厚大于2mm的 PCD，容易在多晶金刚石层与硬质合金基体界面处产生应力集中，并容易发生脱层，主要是因为多晶金刚石层与硬质合金基体的力学性质（如弹性模量等）与热学性质（如热膨胀系数）差别大，在制备、加工与使用过程中，由于力、热的作用，两种材料的体积变化不匹配，容易在界面处产生应力积聚；

3）多晶金刚石层厚大于2mm的PCD，由于在高温高压烧结过程中，基体中的钴在多晶金刚石层中的熔渗距离长，将导致金刚石晶粒异常长大等的现象发生，使得多晶金刚石层的一致性、均匀性不能满足后继加工和使用要求。

综上所述，采用高压高温熔渗烧结法制备多晶金刚石复合材料时，粘接剂钴在多晶金刚石微粉层渗透不均匀、无法长距离渗透，从而无法获得满足性能要求的超厚多晶金刚石复合材料。本发明采用“多钴源”技术及“叠片再烧结”技术，以解决“当多晶金刚石微粉层大于2mm 时，在高温高压烧结过程中，硬质合金基体中的钴作为粘结剂难以完全渗透并均匀扫越多晶金刚石微粉层”的技术难题。

进一步地，所述钴源层包括钴片、含钴合金、经高温高压烧结获得的多晶金刚石复合片。

进一步地，所述钴源层的厚度为0.02mm-10mm。

进一步地，所述钴合金中钴的质量百分含量为2%-20%。

进一步地，所述经高温高压烧结获得的多晶金刚石复合片通过以下方法获得：将含钴硬质合金基体和多晶金刚石微粉层烧结，将烧结得到的多晶金刚石复合片的硬质合金基体的部分或全部去除获得含钴金刚石复合层。

进一步地，在高温高压烧结过程中，通过流体或软化状态物质包围硬质合金基体和金刚石微粉层整体堆叠结构，使硬质合金基体和金刚石微粉层整体堆叠结构处于均匀的温度和压强场中。

进一步地，所述流体或软化状态物质，是采用在烧结的高温高压条件下处于熔融状态或者软化状态的材料，包括NaCl、CsCl、Cu、Al、Pb、Mo、Nb。

进一步地，所述软化状态物质在高温高压下的屈服强度小于0.1GPa。此处的高温高压是指在合成多晶金刚石复合片过程中用到的高温度和高压力（强）条件，在碳的高温高压相图中，这样的温度压力条件处于金刚石的稳定区。

进一步地，所述流体或软化状态物质在硬质合金基体和金刚石微粉层整体堆叠结构外形成的包围厚度为0.01mm-8mm。

一种超厚多晶金刚石复合材料的应用，将超厚多晶金刚石复合材料通过切割制备获得刀具，所述刀具包括钻、铣、镗、锪、切、磨的超硬刀具。

随着 PCD 刀具在加工领域的应用扩展，以及制造业（如汽车、航空航天、电子、能源等行业）中难加工材料的普遍使用，尤其是针对玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料、高温合金、高粘性金属等材料的高速高效高精度加工需求，其刀具的制作需要具有超厚多晶金刚石层（多晶金刚石层厚≥3mm）的 PCD 刀坯。但传统方法制作的具有超厚多晶金刚石层的刀坯，通常是在高温高压下由单独的“组装单元”烧结而成，再通过后继加工，获得满足使用尺寸与几何形状需求的刀坯，即每一个“组装单元”只能制备一个具有超厚多晶金刚石层（多晶金刚石层厚≥3mm）的PCD 刀坯，其直径小于30mm。虽然在高温高压腔中可放置多个“组装单元”，一次烧结合成多个超厚多晶金刚石层的 PCD 刀坯，但每个“组装单元”只能获得一个超厚多晶金刚石层的 PCD 刀坯。上述一个“组装单元”是指包含一个硬质合金基体和多晶金刚石微粉层的组装结构。本发明提供的超厚多晶金刚石复合材料，片形直径大于30mm，利于超厚多晶金刚石层刀坯的高效率制备，超厚多晶金刚石复合片通过电火花加工或激光切割制备PCD 刀坯，用于制作钻、铣、镗、锪、切、磨的超硬刀具。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、关于多晶金刚石复合材料

为了提高金刚石刀具加工效率、加工质量，常规的做法就是改进刀具的加工工艺、或者改进刀具本身结构，而本发明另辟蹊径，从制作刀具的金刚石材料入手，通过提供一种超厚多晶金刚石复合材料，有效解决了现有薄金刚石刀具加工过程中存在的加工效率低、寿命低等问题。本发明提供的超厚多晶金刚石复合材料，可通过进一步加工成型的各种钻、铣、切、镗、锪、磨刀具，其多晶金刚石工作层可大于3mm，垂直于多晶金刚石层和硬质合金基体界面的多晶金刚石工作层刃口长度亦可大于3 mm，适用于超厚待加工面的加工处理，尤其是针对玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料、高温合金、高粘性金属等材料的高速高效高精度加工需求，表现出加工效率高、加工质量高、稳定性好、使用寿命长等优点。

2、关于多晶金刚石复合材料的制备方法

1)本发明采用“多钴源”技术及“叠片再烧结”技术，以解决“当多晶金刚石微粉层大于2mm 时，在高温高压烧结过程中，硬质合金基体中的钴作为粘结剂难以完全渗透并均匀扫越多晶金刚石微粉层”的技术难题。

2)本发明采用高温高压“流体浸泡式组装”技术，解决了超厚多晶金刚石层复合材料存在界面容易脱层及多晶金刚石层材质不均匀的问题。利用这一技术，可使得多晶金刚石微粉层与硬质合金基体，在高温高压烧结过程中，作为整体被流体或者强度极低的物质所包围，处于均匀的温度压强场中，形成准静水压环境，以避免高温高压烧结过程中的非均匀形变、应力集中和材质不均匀。

综上所述，采用本发明提供的技术，可实现粘接剂钴完全渗透超厚多晶金刚石层、且利于粘接剂钴在多晶金刚石层中均匀分布，适用于采用高压高温熔渗烧结法制备含钴基体与多晶金刚石微粉烧结制备超厚多晶金刚石复合材料；获得的超厚多晶金刚石材料可直接通过切割方式获得所需刀坯成品，大大简化了后继刀具的加工制作工艺流程，所制备的超硬刀具，在针对厚层玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料等的钻、铣、镗、锪、切、磨及周边轮廓加工时，可实现工件的一次性加工到位，达到高速、高效、高精度的效果，从而实现绿色、节能、环保和提高加工效率以及降低加工成本的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的多钴源层组合结构示意图；一层多晶金刚石微粉层；

图2为本发明的多钴源层组合结构示意图；多层多晶金刚石微粉层；

图3为本发明的叠片再烧组合结构示意图；

图4为本发明的高温高压流体浸泡式组装技术原理示意图；

图5为本发明的超厚多晶金刚石层复合片成品结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-硬质合金基体，2-多晶金刚石微粉层，3-钴片，4-经高温高压烧结获得的多晶金刚石复合片，5-流体物质或软化状态物质。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种超厚多晶金刚石复合片，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，多晶金刚石复合片的直径30mm，多晶金刚石层的厚度3mm。该超厚多晶金刚石复合片通过以下方法制备获得：

将厚度为5mm及直径为35mm的WC-Co硬质合金基体、厚度为5mm的多晶金刚石微粉层和厚度为0.08mm的钴片由下至上依次堆叠，如图1所示。

然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层；烧结温度为1600℃，烧结压力为6.5GPa。高温高压烧结坯体经去除表面余量、研磨、抛光、磨外圆等后加工工序，即可获得超厚多晶金刚石复合片成品，其多晶金刚石复合片的直径为30mm，多晶金刚石层的厚度为3mm。

实施例2

本实施例提供了一种超厚多晶金刚石复合片，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，多晶金刚石复合片的直径50mm，多晶金刚石层的厚度9mm。该超厚多晶金刚石复合片通过以下方法制备获得：

将厚度为10mm的硬质合金基体置于底部，然后由三层厚度为5mm的多晶金刚石微粉层和三层厚度为0.16mm的钴片由下至上依次交替堆叠，如图2所示。

然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层；烧结温度为1650℃，烧结压力为7.0GPa。

实施例3

本实施例提供了一种超厚多晶金刚石复合片，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，多晶金刚石复合片的直径40mm，多晶金刚石层的厚度5mm。该超厚多晶金刚石复合片通过以下方法制备获得：

将厚度为7mm的硬质合金基体、厚度为3mm的多晶金刚石微粉层、厚度为2mm的经高温高压烧结的多晶金刚石复合片（完全去除硬质合金基体）、厚度为3mm的多晶金刚石微粉层和厚度为0.5mm的钴片由下至上依次堆叠，如图3所示。所述经高温高压烧结获得的多晶金刚石复合片（主要成分为多晶金刚石及钴，含估量为4.2%），是将含钴硬质合金基体和多晶金刚石微粉层烧结获得，并去除含钴硬质合金基体。

然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层。烧结温度为1600℃，烧结压力为6.5GPa。

实施例4

本实施例提供了一种超厚多晶金刚石复合片，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，多晶金刚石复合片的直径30mm，多晶金刚石层的厚度3mm。该超厚多晶金刚石复合片通过以下方法制备获得：

将厚度为5mm的硬质合金基体、厚度为7mm的多晶金刚石微粉层和厚度为5mm的WC-Co硬质合金基体由下至上依次堆叠；钴合金中钴的质量百分含量为8.5%。

然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层。烧结温度为1650℃，烧结压力为6.5GPa。

实施例5

本实施例提供了一种超厚多晶金刚石复合片，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，多晶金刚石复合片的直径30mm，多晶金刚石层的厚度4mm。该超厚多晶金刚石复合片通过以下方法制备获得：

将厚度为5mm的WC-Co硬质合金基体、厚度为6mm的多晶金刚石微粉层和厚度为0.1mm的钴片由下至上依次堆叠，如图1所示。

然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合层；在烧结温度为1600℃、烧结压力为6.5GPa的条件下，NaCl处于熔融状态，硬质合金基体、金刚石微粉层以及钴片堆叠作为一个整体被熔融态NaCl所包围，处于均匀的温度压强场中，形成准静水压环境，可有效避免应力集中和材质不均匀。熔融态NaCl在硬质合金基体和金刚石微粉层整体堆叠结构外形成的包围厚度为2mm。

性能测试：

1、耐磨性试验方法及条件：本发明制备的超厚（大于或等于3mm）多晶金刚石复合材料及商用多晶金刚石（多晶金刚石层厚0.5mm）材料均加工成相同尺寸的圆柱体（直径为10mm，高5mm），固定在数控车床的刀柄上，对花岗岩圆棒进行车削。车削参数为：线速度50-200m/min；切深0.1-0.5mm；进给0.1-0.5mm/r。切削相同里程（如：2000m）后，在光学显微镜下对刃口的磨损程度进行拍照、测量，比较计算磨耗比。

2、抗冲击韧性试验方法及条件：采用重砣冲击法检测，单次冲击功为0.6J，试验时，将试样放于冲击架的钢板上，通过钢杆向试样施加1000N的轴向压力，然后多次抛落冲锤，直至试样完全破坏，以试样破坏时的抛落次数（冲击总能量）作为衡量复合片抗冲击性能的指标。

3、热稳定性试验方法及条件：将超厚多晶金刚石复合片置于空气气氛中，在750℃煅烧 5min后，按照上述方法检测其抗冲击韧性。

实施例1-实施例5制备的超厚多晶金刚石复合片性能比较如表1所示。

表1 实施例1-实施例5制备的超厚多晶金刚石复合片性能

在加工使用过程中，刀具与加工工件之间的摩擦力、切削力等诸多因素，会使刀具上的多晶金刚石复合片产生冲击力，多晶金刚石复合片的抗冲击性能可以有效反映出其基体层和多晶金刚石层的粘接强度和冲击韧性。

实验测试表明，本发明制备的超厚（大于或等于3mm）多晶金刚石复合材料，在热稳定性、抗冲击性上，均比商用多晶金刚石（多晶金刚石层厚0.5mm）材料高30%以上，其中耐磨性可提高73%以上。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，用于制备一种超厚多晶金刚石复合材料，多晶金刚石复合材料包括多晶金刚石层和硬质合金基体，所述硬质合金基体为含钴基体，其特征在于，多晶金刚石复合材料的直径≥30mm，所述多晶金刚石层的厚度≥3mm；

硬质合金基体与至少一层多晶金刚石微粉层堆叠，其中，硬质合金基体与一层多晶金刚石微粉层堆叠时，在多晶金刚石微粉层的一面与硬质合金基体接触、另一面与钴源层接触；硬质合金基体与至少两层多晶金刚石微粉层堆叠时，多晶金刚石微粉层之间铺设钴源层；然后采用高温高压烧结的方法制备获得超厚多晶金刚石复合材料；

在高温高压烧结过程中，通过软化状态物质包围硬质合金基体和多晶金刚石微粉层整体堆叠结构，使硬质合金基体和多晶金刚石微粉层整体堆叠结构处于均匀的温度和压强场中。

2.根据权利要求1所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述钴源层包括钴片、含钴合金或含钴金刚石复合片。

3.根据权利要求2所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述钴源层的厚度为0.02mm-10mm。

4.根据权利要求2所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述钴合金中钴的质量百分含量为2%-20%。

5.根据权利要求2所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述含钴金刚石复合片经高温高压烧结获得：将含钴硬质合金基体和多晶金刚石微粉层烧结，将烧结得到的多晶金刚石复合片的含钴硬质合金基体的部分或全部去除获得含钴金刚石复合片。

6.根据权利要求1所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述软化状态物质，是采用在烧结的高温高压条件下处于软化状态的材料，包括NaCl、CsCl、Cu、Al、Pb、Mo或Nb。

7.根据权利要求1所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述软化状态物质在高温高压下的屈服强度小于0.1GPa。

8.根据权利要求1所述的一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述软化状态物质在硬质合金基体和多晶金刚石微粉层整体堆叠结构外形成的包围厚度为0.01mm-8mm。

9.一种超厚多晶金刚石复合材料的应用，超厚多晶金刚石复合材料是由权利要求1至8任一项所述一种超厚多晶金刚石复合材料的制备方法制备获得，其特征在于，将超厚多晶金刚石复合材料通过切割制备获得刀具，所述刀具包括钻、铣、镗、锪、切或磨的超硬刀具。

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