专利名称：一种高性能聚晶金刚石复合片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超硬复合材料技术领域，尤其涉及一种高性能聚晶金刚石复合片。
背景技术：
目前，国内外聚晶金刚石复合片制品很多，国外关于去除聚晶金刚石表面的触媒金属，提高耐热性，从而提高其使用性能的报告和专利已有很多，国内也有很多学者对此做了详细报告。但是在去除聚晶金刚石表面层的触媒金属后，在聚晶金刚石表层会留下许多孔洞。金刚石复合片的使用过程中因摩擦产生大量的热，而这些孔洞里的空气导热性能不好，所以局部容易产生高温，破坏聚晶金刚石层的结构，从而影响聚晶金刚石复合片的热稳定性，而且孔洞的存在会使金刚石裸露在空气中，这样也会降低金刚石的热稳定性。根据测量，在聚晶金刚石层中，其去除触媒金属后的孔洞的体积占聚晶金刚石层体积的8%左右，这些孔洞的存在降低了聚晶金刚石的重量，这样也就降低了聚晶金刚石层的密度大小，影响聚晶金刚石层的致密性。现有技术中有些利用非触媒金属来填充去除触媒金属后留下的孔洞，但非触媒金属与金刚石间的结合强度较差，从而影响聚晶金刚石复合片的使用性能。
实用新型内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种高性能的聚晶金刚石复合片，解决了在聚晶金刚石层上的触媒金属去除后形成孔洞所带来的缺陷，提高了复合片整体性能及使用寿命。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高性能聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底层和聚晶金刚石层，其中，聚晶金刚石层包括未去除触媒金属的聚晶金刚石层和去除触媒金属的聚晶金刚石层。所述去除触媒金属的聚晶金刚石层厚度为0.3 I毫米，优选0.5 0.8毫米。所述硬质合金基底层和聚晶金刚石层为等直径圆柱体状。所述未去除触媒金属的聚晶金刚石层包括聚晶金刚石颗粒及聚晶金刚石颗粒间缝隙中的触媒金属。所述去除触媒金属的聚晶金刚石层包括聚晶金刚石颗粒及嵌入聚晶金刚石颗粒间缝隙的嵌入物。所述嵌入物为非触媒化合物或非金属单质。所述非触媒化合物或非金属单质可以是氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化铝钛(TiAlN)、高铝钛(AlTiN)、氮化铬铝钛、氮碳化钛、氮碳化铬(CrCN)或者硼(B)等。本实用新型的积极效果:本实用新型提供了一种高性能聚晶金刚石复合片。在聚晶金刚石层表面去除触媒金属后嵌入非触媒化合物或非金属单质替代触媒金属形成去除触媒金属的聚晶金刚石层，这样既可以弥补去除触媒金属后留下的孔洞中空气导热性不好的缺陷又可以使内部金刚石与空气隔绝，甚至可以在金刚石表面形成稳定化合物从而增强金刚石的稳定性，最终达到提高聚晶金刚石本体在工作时的致密性和热稳定性的目的。
图1是本实用新型一种高性能聚晶金刚石复合片的结构示意图。图中:1.硬质合金基底层，2.未去除触媒金属的聚晶金刚石层，3.去除触媒金属的聚晶金刚石层，4.聚晶金刚石颗粒，5.触媒金属，6.嵌入物。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。参照图1，本实用新型优选实施例的提供一种高性能聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底层I和聚晶金刚石层，其中，聚晶金刚石层包括未去除触媒金属的聚晶金刚石层2和去除触媒金属的聚晶金刚石层3。所述去除触媒金属的聚晶金刚石层3厚度为0.7毫米。所述硬质合金基底层和聚晶金刚石层为等直径圆柱体状。所述未去除触媒金属的聚晶金刚石层2包括聚晶金刚石颗粒4及聚晶金刚石颗粒4间缝隙中的触媒金属5。所述去除触媒金属的聚晶金刚石层3包括聚晶金刚石颗粒4及嵌入聚晶金刚石颗粒间缝隙的嵌入物6。所述嵌入物6为氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化铝钛(TiAlN)、高铝钛(AlTiN)、氮化铬铝钛、氮碳化钛、氮碳化铬(CrCN)或者硼(B)等。在实际制作过程中首先将聚晶金刚石复合片一定厚度聚晶金刚石层中聚晶金刚石颗粒间的触媒金属去除，在其表面形成相互贯穿的缝隙，然后将非触媒化合物或非金属单质嵌入去除触媒金属后形成的缝隙中，最后采用砂纸或者砂布打磨聚晶金刚石层表面，去除其表面多余的非触媒化合物或非金属单质。以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高性能聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底层(I)和聚晶金刚石层，其特征在于:所述聚晶金刚石层包括未去除触媒金属的聚晶金刚石层(2)和去除触媒金属的聚晶金刚石层(3)，所述去除触媒金属的聚晶金刚石层(3)的厚度为0.3 I毫米。
2.根据权利要求1所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述去除触媒金属的聚晶金刚石层(3)的厚度为0.5 0.8毫米。
3.根据权利要求1所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述硬质合金基底层(I)和聚晶金刚石层为等直径圆柱体状。
4.根据权利要求1所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述未去除触媒金属的聚晶金刚石层(2)包括聚晶金刚石颗粒(4)及聚晶金刚石颗粒(4)间缝隙中的触媒金属(5)。
5.根据权利要求1所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述去除触媒金属的聚晶金刚石层(3)包括聚晶金刚石颗粒(4)及嵌入聚晶金刚石颗粒间缝隙的嵌入物(6)。
6.根据权利要求5所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述嵌入物(6)为非触媒化合物或者非金属单质。
7.根据权利要求6所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述非触媒化合物为氮化钛、氮化铬、氮化铝钛、氮化铬铝钛、氮碳化钛或者氮碳化铬。
8.根据权利要求6所述的一种高性能聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述非金属单质为硼。
专利摘要本实用新型提供了一种高性能的聚晶金刚石复合片，解决了在聚晶金刚石层上的触媒金属去除后形成孔洞所带来的缺陷，提高了复合片整体性能及使用寿命。本实用新型提供的一种高性能聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底层和聚晶金刚石层，其中，聚晶金刚石层包括未去除触媒金属的聚晶金刚石层和去除触媒金属的聚晶金刚石层。所述去除触媒金属的聚晶金刚石层包括聚晶金刚石颗粒及嵌入聚晶金刚石颗粒间缝隙的非触媒化合物或非金属单质。本实用新型最终达到提高聚晶金刚石本体在工作时的致密性和热稳定性的目的。
文档编号B32B15/04GK202986234SQ20122073089
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者张明菊, 孔利军, 李尚劼 申请人:深圳市海明润实业有限公司