CN205289116U - 一种聚晶金刚石复合片清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种聚晶金刚石复合片清洗装置，属于金刚石清洗技术领域，包括酸洗槽和与其相连的超声波装置，酸洗槽下方设有加热器，酸洗槽内还设有清洗基座和支撑框架，清洗基座通过支撑框架位于酸洗槽内，所述清洗基座朝向酸洗槽底部的一侧设有容纳聚晶金刚石复合片的凹槽。采用本实用新型的装置对聚晶金刚石复合片进行脱除金属，脱除效果好、效率高。

Description

一种聚晶金刚石复合片清洗装置

技术领域

本实用新型属于金刚石清洗技术领域，具体涉及一种聚晶金刚石复合片清洗装置。

背景技术

聚晶金刚石复合片是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结成的一种新型复合材料，其结构包括聚晶金刚石层和作为支撑体的硬质合金层。其中，聚晶金刚石层具有硬度高、耐磨性好的特点，而硬质合金层则从整体上提高了聚晶金刚石复合片的韧性和可焊性，因此，聚晶金刚石复合片成为制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。

但是，现有技术中的聚晶金刚石复合片，在制备过程中会有残余金属留在金刚石颗粒的间隙内，而这些残余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的磨耗和热稳定性，缩短其使命寿命。因此，需要对聚晶金刚石复合片进行残余金属的脱除。

目前，传统脱除残余金属的方法如电解法和酸浸法，由于工艺条件的限制，脱除深度达到15μm以上后，便很难再浸出；脱除深度达到25μm以上，则需要240h以上，效率极低，不适合大规模操作。因此，对于得到脱除残余金属的聚晶金刚石复合片的问题还没有解决。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种脱除效果好、效率高的聚晶金刚石复合片清洗装置。

基于上述目的，本实用新型采取如下技术方案：一种聚晶金刚石复合片清洗装置，包括酸洗槽和与其相连的超声波装置，酸洗槽下方设有加热器，酸洗槽内设有清洗基座，清洗基座的底部设有容纳聚晶金刚石复合片的凹槽。

所述清洗装置还包括支撑框架和与支撑框架连接的支撑腿，所述支撑框架由若干挡板围接而成，挡板的内侧设有支撑条，清洗基座通过支撑条位于支撑框架内。

所述挡板为四个。

所述凹槽与聚晶金刚石复合片之间为过盈配合，凹槽的深度小于聚晶金刚石复合片的高度，最好是小于等于聚晶金刚石复合片的硬质合金层的高度。凹槽不仅起到支撑聚晶金刚石复合片的作用，还能有效保护硬质合金层不受酸侵蚀。

所述清洗基座的顶部设有握持部。

所述握持部为两个，分布在清洗基座的两侧，握持部呈环状，取放方便。

所述酸洗槽的上方设有顶盖，可有效防止在清洗过程中，酸洗液挥发至空气中。

所述酸洗槽的一侧底部设有酸洗液出口。

所述超声波装置包括依次连接的超声波发生器和超声波换能器，所述超声波换能器与酸洗槽相连。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：

1、将超声波发生器与酸洗槽联用，脱除效果好、效率高，采用该装置在48h内将聚晶金刚石层中残余金属的脱除深度达到200μm以上；其原理在于：可使超声波发生器产生高频振荡信号，通过超声波换能器转成高频机械振荡(超声波)而传播到混合酸液中，超声波在混合酸液中辐射，使混合酸液震动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区而在正压区迅速闭合，微小气泡闭合时可产生瞬间高压。连续不断产生的瞬间高压就像一连串小爆炸一样不断冲击聚晶金刚石层的微观表面、间隙和微气孔等，使聚晶金刚石层中的残余金属迅速溶解、脱除，从而极大的提高聚晶金刚石层残余金属的脱除效率和脱除深度；

2、在酸洗槽内设置清洗基座和支撑框架，方便安装和拆卸。

附图说明

图1是本实用新型中酸洗槽与超声波装置的结构示意图；

图2是本实用新型中清洗基座的结构示意图；

图3是本实用新型中清洗基座中握持部的结构示意图；

图4是本实用新型中支撑框架和支撑腿的结构示意图；

图5是清洗后的聚晶金刚石层的扫描电子显微镜的背散射图片。

具体实施方式

如图1-4所示的一种聚晶金刚石复合片清洗装置，包括酸洗槽2和与其相连的超声波装置，酸洗槽2的上方设有顶盖6，酸洗槽2的一侧底部设有酸洗液出口（未示出），酸洗结束后方便排除酸洗液。

超声波装置包括依次连接的超声波发生器1和超声波换能器5，超声波换能器5与酸洗槽2相连，酸洗槽2下方设有加热器4，酸洗槽2内设有清洗基座7，清洗基座7的底部设有容纳聚晶金刚石复合片的凹槽71，凹槽71与聚晶金刚石复合片之间为过盈配合，凹槽71的深度小于聚晶金刚石复合片的高度，最好是小于等于聚晶金刚石复合片的硬质合金层的高度，在本实施例中，凹槽71的深度等于聚晶金刚石复合片的硬质合金层的高度。

清洗装置还包括支撑框架8和与支撑框架8相连的支撑腿82，所述支撑框架8由若干挡板81围接而成，挡板81的内侧设有支撑条83，清洗基座7通过支撑条83位于支撑框架8内。清洗基座7的顶部设有两个呈环状的握持部72，分布在清洗基座7的两侧。

其工作过程为：

1）将聚晶金刚石复合片压入带凹槽71的清洗基座7内，然后将清洗基座7通过支撑框架8放入酸洗槽2内；

2）向清洗槽2内加入能脱除聚晶金刚石层残余金属的酸洗液3，使酸洗液3浸没聚晶金刚石层即可，根据需要设定超声波脱除的功率、时间和温度即可，本实施例中设定超声脱除的时间为48h，温度为100℃，功率为600W，开始脱除聚晶金刚石层中的残余金属；

3）脱除聚晶金刚石层中的残余金属后，打开酸洗液出口回收酸洗液3，用水将酸洗后的聚晶金刚石复合片的表面清洗干净即可。

对采用本实施例的装置进行清洗后所得聚晶金刚石复合片测试聚晶金刚石层中脱除残余金属的深度，结果如图5。从图5中可以看出，聚晶金刚石层中残余金属的脱除深度为230μm左右，该装置表现了极佳的脱出效果。

Claims (9)

1.一种聚晶金刚石复合片清洗装置，包括酸洗槽和与其相连的超声波装置，酸洗槽下方设有加热器，其特征在于，酸洗槽内设有清洗基座，清洗基座的底部设有容纳聚晶金刚石复合片的凹槽。

2.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，还包括支撑框架和与支撑框架连接的支撑腿，所述支撑框架由若干挡板围接而成，挡板的内侧设有支撑条，清洗基座通过支撑条位于支撑框架内。

3.如权利要求2所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述挡板为四个。

4.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述凹槽与聚晶金刚石复合片之间为过盈配合，凹槽的深度小于聚晶金刚石复合片的高度。

5.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述清洗基座的顶部设有握持部。

6.如权利要求5所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述握持部为两个，分布在清洗基座的两侧，握持部呈环状。

7.如权利要求1-6任一所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述酸洗槽的上方设有顶盖。

8.如权利要求7所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述酸洗槽的一侧底部设有酸洗液出口。

9.如权利要求8所述的聚晶金刚石复合片清洗装置，其特征在于，所述超声波装置包括依次连接的超声波发生器和超声波换能器，所述超声波换能器与酸洗槽相连。