本发明属于超硬材料制备领域，尤其涉及一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法。
背景技术：
超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼，超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。聚晶金刚石（pcd）复合片是在高温高压情况下由许多细晶粒金刚石和硬质合金衬底联合烧结而成的块状聚结体。它具有高强度、高硬度、高耐磨性以及高的抗冲击韧性。作为加工工具，pcd主要用于石油、冶金、地质钻头、扩孔器等，其钻进速度及时效均为天然金刚石的许多倍，同时钻进过程中还可以有效保持孔径。
在聚晶金刚石复合片的生产过程中，会加入一定量的co粉，以促进金刚石微粉形成聚晶金刚石。然而在聚晶金刚石复合片的使用过程中由于摩擦，冲击会产生高温，一方面，co相与金刚石的热膨胀系数有较大差异，高温下会产生较大的内部应力，会造成金刚石晶粒脱落以及崩片的情况；另一方面，在高温情况下，co相会促进金刚石石墨化，从而降低产品的耐磨性和使用寿命。因此在复合片使用前，需要去除一部分的钴。
目前国内外常用的脱钴方法有化学法和电解法两种，而这两种方法的溶液选择通常需要酸性或者碱性的条件，不管是酸还是碱对于环境都是有害的，由于酸碱的腐蚀性，容易威胁到工作人员的安全，且会腐蚀硬质合金，并且现有的脱钴方法脱钴速率较低，成本高，已经无法满足当前的生产需要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，本发明利用了电解的原理，工艺简单，成本低廉且无腐蚀性，能够有效解决当前电解脱钴用电解液具有腐蚀性，对设备要求高且易污染环境系列难题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，包括以聚晶金刚石复合片的pcd部作为阳极、不锈钢板作为阴极并电连接电解电源，将pcd部和不锈钢板浸入电解液中电解，所述电解液的ph为7，且电解电压为1.5-3v。
具体的，所述电解液由质量配比为1-8:90-110的电解质和水组成。
优选的，所述电解质为nacl、kcl中的一种或混合。
优选的，所述电解液有质量配比为1-3：3-5：90-110的nacl、kcl和水混合制成。
优选的，所述电解液有质量配比为2：4：100的nacl、kcl和水混合制成。
优选的，所述电解液有质量配比为3：5：100的nacl、kcl和水混合制成。
优选的，所述电解前还需对聚晶金刚石复合片的硬质合金部进行包裹处理。
优选的，所述包裹处理如下，在通过磁铁将导线和聚晶金刚石复合片的硬质合金部电连接后，采用聚四氟乙烯将硬质合金部表面包裹使其与外界隔离。
具体的，所述的去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，步骤如下：
1）准备电解电源、电解槽，并将连接电解电源正、负的导线分别与聚晶金刚石复合片的硬质合金部和不锈钢板电连接；
2）按所述质量比取配制电解液，将聚晶金刚石复合片的pcd部和不锈钢板置入电解液中，电解电源通电且电压为1.5~3v进行电解20-30小时即可。
本发明的电解法脱钴原理是：以聚晶金刚石复合片的pcd部作为阳极，不锈钢板作为阴极，优选nacl、kcl或者nacl和kcl的混合溶液作为电解液，将聚晶金刚石复合片的pcd部浸在电解液中，硬质合金部与空气和电解液隔绝，在电解电压的作用下，阳极的co原子失去电子被氧化成co2+（电解反应的后期co2+再次被氧化成co3+），阴极的h2o得到电子被还原成h2和oh-，在电场的作用下，co离子和oh-分别脱离阳极和阴极，进入到溶液中形成co（oh）2沉淀，从而将pcd部中的钴去除。
由于聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石部即pcd部和硬质合金部（wc-co）两部分组成，聚晶金刚石部用于磨削和破碎，硬质合金一端用来固定聚晶金刚石部，另一端则用于焊接钻头胎体。由于硬质合金部中也含有钴，在电解时也会进行反应，因此本发明对硬质合金部进行了表面包裹处理，用来隔绝空气和电解液。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明采用了中性电解液，以聚晶金刚石部为阳极，不锈钢板为阴极，通过电解电压的作用，对聚晶金刚石部进行了脱钴处理，从而增加了聚晶金刚石复合片的使用寿命和耐磨性能，本发明制备过程简单，无任何腐蚀性物质，成本低廉，并且能够有效去除聚晶金刚石部的钴，能够有效解决现有脱钴方法存在的成本较高、工艺复杂、环境污染等系列难题。采用本发明所述的电解脱钴的方法，脱钴效果明显，能够达到500~800微米的脱钴深度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，步骤如下：
1）准备电解电源、电解槽，并将连接电解电源正、负的导线分别与聚晶金刚石复合片的硬质合金部和不锈钢板电连接；
2）按2:4:100的质量比取nacl、kcl和水配制电解液，再将电解液倒入电解槽中，然后将聚晶金刚石复合片的pcd部和不锈钢板置入电解液中，电解电源通电，初始电压为0.73v，然后缓慢增加至1.5v，此时可以观察到阴极有气泡产生，随着反应的进行，聚晶金刚石内的钴逐渐被去除，脱钴时间为24h，脱钴深度为500微米。
实施例2
一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，步骤如下：
1）准备电解电源、电解槽，并将连接电解电源正、负的导线分别与聚晶金刚石复合片的硬质合金部和不锈钢板电连接；
2）按3:5:100的质量比取nacl、kcl和水配制电解液，再将电解液倒入电解槽中，然后将聚晶金刚石复合片的pcd部和不锈钢板置入电解液中，电解电源通电，初始电压为0.73v，然后缓慢增加至1.5v，此时可以观察到阴极有气泡产生，随着反应的进行，聚晶金刚石内的钴逐渐被去除，脱钴时间为24h，脱钴深度为550微米。
实施例3
一种去除聚晶金刚石复合片中金属钴的方法，步骤如下：
1）准备电解电源、电解槽，并将连接电解电源正、负的导线分别与聚晶金刚石复合片的硬质合金部和不锈钢板电连接；
2）按3:5:100的质量比取nacl、kcl和水配制电解液，再将电解液倒入电解槽中，然后将聚晶金刚石复合片的pcd部和不锈钢板置入电解液中，电解电源通电，初始电压为0.73v，然后缓慢增加至2.0v，此时可以观察到阴极有气泡产生，随着反应的进行，聚晶金刚石内的钴逐渐被去除，脱钴时间为24h，脱钴深度为800微米。