CN218693880U - 一种聚晶金刚石复合片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底和复合在硬质合金基底上的聚晶金刚石层，在所述聚晶金刚石层上表面与下表面之间为桶口，设置桶状第一包覆层，该桶状第一包覆层由桶口位置向下包覆部分聚晶金刚石层侧壁和全部硬质合金基底的外漏表面，第一包覆层为低软化点、耐酸腐蚀的塑胶，在第一包覆层桶口外侧壁设置束缚材料，束缚材料为弹性箍；在酸浸渍处理环境温度下，弹性箍在桶口部位使得第一包覆层内侧壁紧贴对应的聚晶金刚石层外侧壁。

Description

一种聚晶金刚石复合片

技术领域

本实用新型涉及超硬材料技术领域，具体为一种聚晶金刚石复合片。

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基底在超高压高温的条件下烧结而成的一种新型复合材料。金刚石微粉中含有钴等金属，由于金属的热膨胀系数远高于金刚石，需要对金刚石复合片中的钴等金属进行脱除。

本实用新型的申请人在申请日为2015-01-15申请了申请号为CN201510021969.1的发明专利，是通过将待处理的聚晶金刚石复合片依次进行表面清洗、喷砂处理和电喷镀，得到带有保护层的聚晶金刚石复合片；所述保护层包覆在硬质合金基底底面和全部侧面及聚晶金刚石层部分侧面。但是保护层内部会将残留的一些气体留在模具内；随后在聚晶金刚石层顶部进行酸洗，在酸浸渍温度下产生的产生热量，会对模具内残留的空气进行加热，使得模具会发生变形、产生裂纹，酸会在沿着裂纹流入到聚晶金刚石复合片下部，并对硬质合金基底产生破坏。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种在酸浸渍温度下，第一包覆层能够受到向聚晶金刚石复合片的力的包覆结构。

具体方案如下：

一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底和复合在硬质合金基底上的聚晶金刚石层，在所述聚晶金刚石层上表面与下表面之间为桶口，设置桶状第一包覆层，该桶状第一包覆层由桶口位置向下包覆部分聚晶金刚石层侧壁和全部硬质合金基底的外漏表面，第一包覆层为低软化点、耐酸腐蚀的塑胶，在第一包覆层桶口外侧壁设置束缚材料，束缚材料为弹性箍；在酸浸渍处理环境温度下，弹性箍在桶口部位使得第一包覆层内侧壁紧贴对应的聚晶金刚石层外侧壁。

所述第一包覆层通过注塑或者电镀或者喷塑包覆在聚晶金刚石复合片外部。

所述第一包覆层内壁上表面周边设置倒角，倒角的下沿位于硬质合金基底的上表面上方。

所述第一包覆层的材料为PE、PP、PC或PVC。

所述弹性箍的材料为耐腐蚀的不锈钢材料。

所述弹性箍的材料为金属材料，在弹性箍外包覆一层耐腐性塑胶。

所述弹性箍为耐腐蚀弹簧喉箍。

所述弹性箍为耐腐蚀卡箍。

本实用新型公开一种聚晶金刚石复合片，通过设置在第一软化层外部的束缚材料，可以避免在进行算浸渍时，酸进入到硬质合金基底中，对硬质合金基底造成腐蚀。弹性箍可以将第一包覆层桶口部位的圆周方向全部包覆，使得低软化点的在软化时，受到弹性箍对第一包覆层的力，使得第一包覆层贴紧聚晶金刚石层。第一包覆层包覆通过注塑或者电镀或者喷塑包覆在聚晶金刚石复合片外部。可以避免在酸浸渍处理环境温度下，第一包覆层内部残留气体会被加热，使第一包覆层上产生裂纹，从而使酸对聚晶金刚石层进行腐蚀。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型的结构示意图二；

图4为本实用新型的结构示意图三；

图5为本实用新型的结构示意图四；

图6为本实用新型的结构示意图五。

图中：硬质合金基底1，聚晶金刚石层2，第一包覆层3，弹性箍4，束缚材料层5，环箍6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施，而不是全部的实施，基于本实用新型的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图6所示，本实用新型公开一种聚晶金刚石复合片的腐蚀包覆结构，包括硬质合金基底1和复合在硬质合金基底1上的聚晶金刚石层2，聚晶金刚石层2上表面与下表面之间为桶口，设置桶状第一包覆层3，该桶状第一包覆层3由桶口位置向下包覆部分聚晶金刚石层1侧壁和全部硬质合金基底1的外漏表面，第一包覆层3为低软化点的塑胶，在第一包覆层3桶口外侧壁设置束缚材料，在酸浸渍，束缚材料在桶口部位使得第一包覆层3内侧壁紧贴对应的聚晶金刚石层2外侧壁。其中在包覆时，可以包覆在包含倒角的位置，但是不能包含硬质合金基底2的上表面，避免在进行算浸渍时，酸腐蚀不到金刚石层的上表面。

如图6所示，第一包覆层3内壁上表面周边设置倒角。倒角的下沿位于硬质合金基底的上表面上方，便于在酸浸渍时，能够使聚晶金刚石层2的周边能够进行腐蚀，形成环形的金刚石脱钴层。图中箭头方向为第一包覆层3膨胀方向。

束缚材料为耐腐蚀的弹性箍4。弹性箍4将第一包覆层3桶口部位的圆周方向全部包覆，使得低软化点的在软化时，受到弹性箍4对第一包覆层3的力，力的方向如图2中的箭头所示，使得第一包覆层3贴紧聚晶金刚石层2，弹性箍4可以为一般的弹簧卡箍、不锈钢喉箍等环箍、弹簧喉箍，弹性箍的材料可以为耐腐蚀的不锈钢材料，或者是金属材料，并且在金属材料外包覆耐腐蚀材料。

第一包覆层3还具有膨胀系数大、耐酸腐蚀性质，无机束缚材料膨胀系数小、不易软化。第一包覆层3在酸浸渍处理环境温度下，第一包覆层3会受热膨胀，由于无机束缚材料膨胀系数小，变化的几乎不变形，所以能够限制第一包覆层3向外部膨胀，进而使第一包覆层3向内部部膨胀，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧，避免第一包覆层3与聚晶金刚石层2之间产生缝隙，如图3所示，图中箭头方向为第一包覆层3膨胀方向。无机束缚材料可以选择绳类或者箍类，绳类可以是玻璃纤维绳、碳纤维绳等。箍类可以选择陶瓷箍或者是其他无机材料制成的环箍6。

束缚材料完全包覆第一包覆层3，形成桶状束缚材料层5，第一包覆层3在酸浸渍处理环境温度下，第一包覆层3会受热膨胀，在束缚材料层5的作用下，使第一包覆层3向内部部膨胀，如图4所示，图中箭头方向为第一包覆层3膨胀方向，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧，避免第一包覆层3与聚晶金刚石层2之间产生缝隙。

为了使第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2贴的更紧，桶状束缚材料层5的桶口外壁为环箍。束缚材料层5的膨胀系数小，但是还会有可能膨胀，环箍6可以限制这种膨胀。环箍6可以选择由无机材料制成、弹簧卡箍、不锈钢喉箍等。如图5所示，图中箭头方向为第一包覆层3的膨胀方向。

束缚材料为环箍6，环箍6套设在第一包覆层3桶口部位。第一包覆层3在酸浸渍处理环境温度下，第一包覆层3会受热膨胀，在环箍6的作用下，使第一包覆层3向内部部膨胀，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧，避免第一包覆层3与聚晶金刚石层2之间产生缝隙。环箍6可以选择由无机材料制成、弹簧卡箍、不锈钢喉箍等。

第一包覆层3包覆通过注塑或者电镀或者喷塑包覆在聚晶金刚石复合片外部。可以避免第一包覆层3包覆聚晶金刚石复合片之后，第一包覆层3内部出现气体的情况。如果有气体的话，在酸浸渍处理环境温度下，气体会被加热，使第一包覆层3上产生裂纹，从而使酸对聚晶金刚石层2进行腐蚀。

第一包覆层3的材料为PE、PP、PC或PVC等低软化点的塑料；在酸浸渍处理环境温度下，使第一包覆层3可以软化，发生形变，进而使第一包覆层3与聚晶金刚石层2的侧壁之间贴合的更加紧，避免缝隙的产生。

所述环箍6的材料为PFTE、 PEEK、ABS、PSU、PES、PPSU、PI、LCF、HTN等耐高温耐腐蚀的材料，这些材料的软化点都高于酸浸渍处理环境温度，不易进行软化，并且膨胀系数都远小于第一包覆层3的膨胀系数。在第一包覆层3会受热膨胀时，对第一包覆层3的膨胀方向进行限制，使第一包覆层3向内部部膨胀，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧。环箍6通过过盈配合设置在第一包覆层3外侧壁上，或者是在第一包覆层3外侧壁上对应位置设置有锥度，能够使环箍紧紧卡在第一包覆层3外侧壁上，防止环箍6发生掉落。有机材料便于制作，成本较低。

聚晶金刚石复合片的腐蚀包覆结构的处理方法，包覆结构在酸浸渍处理环境温度下包覆在部分聚晶金刚石层2侧壁和全部硬质合金基底1的第一包覆层软化，软化的第一包覆层3内侧壁贴紧聚晶金刚石层2外侧壁。该方法为本申请人在申请号为CN201510021969.1的一种聚晶金刚石复合片及处理方法。该专利与本申请对于聚晶金刚石复合片的腐蚀包覆结构是不一样的，但是处理方法为一样。

该方法包括以下步骤：

a)将待处理的聚晶金刚石复合片依次进行表面清洗、喷砂处理，并在聚晶金刚石层2的侧壁上设置包覆部分聚晶金刚石层2和全部硬质合金基底1的低软化点的塑料，在第一包覆层3侧壁，并与聚晶金刚石层3对应位置设置膨胀系数小、不易软化的束缚材料；

b)将得到的带有第一包覆层3的聚晶金刚石复合片进行酸浸渍处理，得到处理后的聚晶金刚石复合片；所述处理后的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层3包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底1之间。

其中步骤a)具体为：将待处理的聚晶金刚石复合片进行表面清洗，所述表面清洗能够去除聚晶金刚石复合片表面的油污。对所述表面清洗的方法没有特殊限制，优选采用丙酮清洗。表面清洗的时间优选为30min-60min，更优选为45min。对待处理的聚晶金刚石复合片进行表面清洗后，本发明将表面清洗后的聚晶金刚石复合片进行喷砂处理。本发明对所述喷砂处理的方法没有特殊限制，喷砂处理的压强优选为0.3MPa-0.8MPa，更优选为0.5MPa；所述喷砂处理的时间优选为15s-60s，更优选为30s。

将得到的带有第一包覆层3的聚晶金刚石复合片进行酸浸渍处理，得到处理后的聚晶金刚石复合片；所述处理后的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层2包括脱除残余金属层和未脱除残余金属层，未脱除残余金属层位于脱除残余金属层和硬质合金基底1之间。

其中步骤b)具体为：将得到的带有第一的聚晶金刚石复合片浸渍在酸溶液中，在搅拌的条件下进行高温高压反应，得到处理后的聚晶金刚石复合片。

将得到的带有第一包覆层3层的聚晶金刚石复合片浸渍在酸溶液中，在搅拌的条件下进行高温高压反应，得到处理后的聚晶金刚石复合片。将酸溶液加入到高压反应釜腔体后，在搅拌桨搅拌的条件下进行高温高压反应。搅拌桨进行搅拌的速度优选为100r/min～180r/min；更优选为120r/min。高温高压反应的温度优选为50℃～160℃，更优选为150℃；高温高压反应的压力优选为5MPa～10MPa，更优选为7MPa；所述高温高压反应的时间优选为1h～48h；更优选为24h。酸溶液可以为盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种或多种。酸的浓度优选为饱和浓度；盐酸浓度优选为36％～38％；硝酸浓度优选为69％；氢氟酸浓度优选为40％。对处理后的聚晶金刚石复合片进行电镜扫描，检测结果表明，处理后的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层残余金属的脱除深度可以达到500μm及以上。

本实用新型公开一种聚晶金刚石复合片的腐蚀包覆结构，通过设置在第一软化层外部的束缚材料，可以避免在进行算浸渍时，酸进入到硬质合金基底1中，对硬质合金基底1造成腐蚀。弹性箍4可以将第一包覆层3桶口部位的圆周方向全部包覆，使得低软化点的在软化时，受到弹性箍4对第一包覆层3的力，使得第一包覆层3贴紧聚晶金刚石层2。在第一包覆层3的膨胀系数大的情况下，束缚材料可以选择一些膨胀系数小、不易软化的材料，可以限制第一包覆层3向外部膨胀，进而使第一包覆层3向内部部膨胀，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧。束缚材料可以选择包覆在第一包覆层3外形成桶状结构，也可以选择环箍6，都能够限制第一包覆层3向外部膨胀，进而使第一包覆层3向内部部膨胀，使得第一包覆层3能够与聚晶金刚石层2进行贴紧。第一包覆层3包覆通过注塑或者电镀或者喷塑包覆在聚晶金刚石复合片外部。可以避免在酸浸渍处理环境温度下，第一包覆层3内部残留气体会被加热，使第一包覆层3上产生裂纹，从而使酸对聚晶金刚石层2进行腐蚀。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底和复合在硬质合金基底上的聚晶金刚石层，其特征在于，在所述聚晶金刚石层上表面与下表面之间为桶口，设置桶状第一包覆层，该桶状第一包覆层由桶口位置向下包覆部分聚晶金刚石层侧壁和全部硬质合金基底的外漏表面，第一包覆层的材料为PE、PP、PC或PVC，在第一包覆层桶口外侧壁设置束缚材料，束缚材料为弹性箍；在酸浸渍处理环境温度下，弹性箍在桶口部位使得第一包覆层内侧壁紧贴对应的聚晶金刚石层外侧壁。

2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述第一包覆层通过注塑或者电镀或者喷塑包覆在聚晶金刚石复合片外部。

3.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述第一包覆层内壁上表面周边设置倒角，倒角的下沿位于硬质合金基底的上表面上方。

4.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述弹性箍的材料为耐腐蚀的不锈钢材料。

5.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述弹性箍的材料为金属材料，在弹性箍外包覆一层耐腐性塑胶。

6.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述弹性箍为耐腐蚀弹簧喉箍。

7.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述弹性箍为耐腐蚀卡箍。

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