一种金刚石复合片脱钴装置的制作方法

本实用新型涉及金刚石复合片技术领域，更具体地说，涉及一种金刚石复合片脱钴装置。

背景技术：

聚晶金刚石复合片(pdc)由金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压(hthp)环境下合成，其外形为柱形结构，一般为圆柱形，其复合层也会有锥形、弧形、屋脊型等其他形状，具有良好的耐磨性、冲击韧性与热稳定性，广泛的应用于石油与地质钻探、机械加工刀具和修正工具等领域。

在现有聚晶金刚石复合片(pdc)的制造过程中，为提高复合片的合成效率，在合成过程中，金刚石复合片的复合层中是必须有铁、钴、镍等金属作为催化剂与粘结剂存在，但在金刚石复合片的使用过程中，由于这些残余金属的热膨胀系数和弹性模量与金刚石差别很大，因此会导致复合片的复合层出现裂纹、分层等现象而使金刚石复合片的耐磨性与热稳定性急剧下降，导致复合片在使用过程中失效，大大缩短了金刚石复合片的使用寿命，所以一般的金刚石复合片在使用之前，都要去除其复合层内部的残余金属，形成一定高度一定形状的脱钴层，这个过程就是常说的“脱钴”，而目前市场上反馈更好的脱钴形状为环脱，其具体为侧面脱钴深度大于复合片中间部位的脱钴深度，因为复合片在使用过程中都是从边缘部位开始使用，这种环脱的方式能够提供更大体积的脱钴层，提升复合片的使用效果以及热稳定性。

目前最普遍的复合片脱钴方式是使复合片的复合层内的残余金属与脱钴液发生化学反应，一般来说，脱钴液为混合强酸，具体是把复合片放入脱钴模具块中保护起来，只暴露复合层的一个表面在外部，把其侧面都包裹起来使侧面不暴露在脱钴液中，然后把带有复合片的脱钴模具块整体浸没在脱钴液中，随着复合层表层的残余金属不断与脱钴液接触并发生反应，脱钴液逐渐向复合层内部渗透，脱钴一定时间后，复合层便会形成一定高度一定形状的脱钴层，此脱钴层内无残余金属，在复合片的复合层被使用过程中，脱钴层部位使用效果最好。为了减少脱钴时间，一般都会把脱钴液加热到一定的温度，并辅以超声波振动，来加速金属与脱钴液的反应速度，提高脱钴效率，这种脱钴方式优点是操作简单，成本低廉，脱钴效率较高，但其仍然存在一些缺点：第一是脱钴过程中，整个脱钴模具块都在脱钴液中，脱钴模具块内孔与复合片外圆虽然设计为过盈配合，但随着脱钴液的升温与振动，其内孔会逐渐膨胀，导致脱钴模具块内孔与复合层外圆处间隙变大，脱钴液顺着间隙处流入硬质合金部位，复合片的硬质合金基体可能会被腐蚀；第二是随着复合片的复合层脱钴液的不断渗入，当脱钴复合片取出不及时，会导致脱钴液直接渗透至硬质合金基体部位，导致硬质合金基体腐蚀，轻点的腐蚀会降低复合片复合层与硬质合金的结合强度，导致复合片在使用过程中出现“脱层”现象，严重的腐蚀会导致复合片直接报废，特别是在环脱方式下，因为其复合层侧面脱钴深度比中间位置脱钴深度更深，在脱钴过程中对复合片硬质合金基体的腐蚀概率更大。

因此，如何在目前化学脱钴方式下形成较好的环脱形状同时既有效避免因为复合片取出不及时造成的环脱侧面脱钴深度过深导致的硬质合金基体的腐蚀同时避免因为脱钴模具块内孔与复合层外圆处间隙受外部条件影响变大导致的合金腐蚀成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种金刚石复合片脱钴装置，能通过调节放置时间与复合层进入脱钴液的高度保证较好的脱钴形状，同时脱钴液不再渗入脱钴模具块内孔与复合片外圆的间隙导致复合片硬质合金外部的腐蚀，并且在脱钴复合片取出不及时的情况下也不会出现因为复合层侧面脱钴深度过深导致的复合片的硬质合金基体腐蚀的情况。

本实用新型提供的一种金刚石复合片脱钴装置，包括溶液槽，所述溶液槽的内侧面设置有横跨所述溶液槽的卡具，所述卡具上固定有下端开口的脱钴模具，所述脱钴模具的内表面与复合层位于下部的金刚石复合片形成过盈配合，所述卡具可单独使所述金刚石复合片的复合层浸入所述溶液槽内的脱钴液中。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述脱钴模具的用于放置所述金刚石复合片的内腔的高度大于所述金刚石复合片的外圆合金部位的高度。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述溶液槽的高度方向上具有用于指示所述卡具放置高度的刻度线。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述卡具可沿所述溶液槽的内侧面上下移动。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述脱钴模具为高分子塑料块模具。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述卡具的形状为长条形。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述卡具与所述脱钴模具之间为过盈配合连接。

优选的，在上述金刚石复合片脱钴装置中，所述脱钴模具的横截面形状为圆形或长方形。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述金刚石复合片脱钴装置，由于所述溶液槽的内侧面设置有横跨所述溶液槽的卡具，所述卡具上固定有下端开口的脱钴模具，所述脱钴模具的内表面与复合层位于下部的金刚石复合片形成过盈配合，所述卡具可单独使所述金刚石复合片的复合层浸入所述溶液槽内的脱钴液中，因此在脱钴时，一方面因为脱钴磨具块未浸入脱钴溶液，其对复合片的保护不受脱钴溶液温度与振动的影响，保证了脱钴模具块内径与复合片的过盈配合，不再存在有脱钴液进入脱钴模具块内径与复合片的间隙对复合片硬质合金进行腐蚀，另一方面只要调节好了复合层与脱钴液之间的高度关系，那么整个脱钴过程中这种高度就不会变化，通过复合片复合层四周与脱钴液的接触，在与脱钴液的渗透作用下自然就形成了四周脱钴层均匀且形状为“环形”的形状，且在复合层的浸入高度固定条件下，复合片的侧面脱钴深度就已经确定，通过调整脱钴时间来控制复合片中间部位的脱钴深度从而达到不同设计尺寸要求的复合片侧面与中间位置脱钴深度的环脱。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种金刚石复合片脱钴装置的主视剖面图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种金刚石复合片脱钴装置，能够根据脱钴时间与复合层进入脱钴液的高度保证不同设计要求的环脱的效果，而且能保证脱钴液不再渗入脱钴模具块内孔与复合片外圆的间隙导致复合片硬质合金外部的腐蚀，并且在脱钴复合片取出不及时的情况下也不会出现脱钴液渗透至复合片的硬质合金基体导致复合片硬质合金腐蚀的情况。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请提供的一种金刚石复合片脱钴装置的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一种金刚石复合片脱钴装置的主视剖面图，该装置包括溶液槽4，该溶液槽4的内外都包裹有耐酸高分子材料以保证溶液槽4不被腐蚀，该溶液槽4中装入脱钴液5，装入脱钴液5的深度可以根据脱钴高度的需要进行调节，溶液槽4的内侧面设置有横跨溶液槽4的卡具3，该卡具3的具体形状不限，而且其与溶液槽4之间的连接方式不限，只要能固定住即可，卡具3上固定有下端开口的脱钴模具1，该脱钴模具1类似一个倒扣的杯子，用于容纳金刚石复合片2，而且脱钴模具1的内表面与复合层位于下部的金刚石复合片2形成过盈配合，这样二者就能相对静止，金刚石复合片2就不会在重力作用下滑落到脱钴液5中，在脱钴完毕后，可以但不限于采用将脱钴模具1破坏掉的方式从中取出金刚石复合片2，该脱钴液5可以为各类无机酸的混合物，一般为硝酸、盐酸、氢氟酸等，这里不限制具体的各种溶液的配比，而且卡具3可单独使金刚石复合片2的复合层浸入溶液槽4内的脱钴液5中，也就是说在整个脱钴过程中，脱钴液可以完全接触不到金刚石复合片的硬质合金的部分，从而不会对硬质合金造成腐蚀，而且利用该装置增加了脱钴的灵活性。

实际操作时，把一定体积的脱钴液5倒入溶液槽4内，采用卡具3把脱钴模具1固定到一定的高度，使金刚石复合片2的复合层单独与脱钴液5接触，复合层的侧面需要脱钴多深，就把相应高度的复合层放入脱钴液5中，最终脱钴深度就是复合层进入脱钴液的高度，需要注意的，脱钴液5的上表面不能高于脱钴模具1的下部，在整个脱钴过程中，由于脱钴模具1不在具有一定温度的脱钴液5内，其与复合片外圆的过盈配合是非常稳定与安全的，脱钴液5不会与复合片的硬质合金部位接触，另外，复合片为倒置放置，脱钴液5在往复合片的复合层内部以及外圆部分渗透过程中，其最大渗透高度不会超过复合片的复合层进入脱钴液的高度，无论脱钴多长时间，其脱钴深度的最大值都是固定的。

从上述技术方案可以看出，本申请所提供的上述金刚石复合片脱钴装置的实施例中，由于溶液槽的内侧面设置有横跨溶液槽的卡具，卡具上固定有下端开口的脱钴模具，脱钴模具的内表面与复合层位于下部的金刚石复合片形成过盈配合，卡具可单独使金刚石复合片的复合层浸入溶液槽内的脱钴液中，因此能够根据实际需要来调节至相应的脱钴高度，从而实现环脱的效果，而且能通过调节放置时间与复合层进入脱钴液的高度保证较好的脱钴形状，而且整个脱钴过程中这种高度就不会变化，即使不及时取出金刚石复合片也不会腐蚀硬质合金，从而保证了脱钴液不再渗入脱钴模具块内孔与复合片外圆的间隙导致复合片硬质合金外部的腐蚀，并且在脱钴复合片取出不及时的情况下也不会出现脱钴液渗透至复合片的硬质合金基体导致复合片硬质合金腐蚀的情况。

在一个金刚石复合片脱钴装置的具体实施例中，脱钴模具1的用于放置金刚石复合片2的内腔的高度大于金刚石复合片2的外圆合金部位的高度，这样就可以保证金刚石复合片2的外圆合金部位能够全部进入脱钴模具1内，对这种外圆合金部位形成保护，保证其不会被脱钴溶液腐蚀。

在另一个金刚石复合片脱钴装置的实施例中，溶液槽4的高度方向上具有用于指示卡具3放置高度的刻度线，这样更加便于盛装脱钴液的操作，可以根据所需的脱钴深度确定出所加的脱钴液的高度，当然这只是一个优选方案，在其他一些情况下也可以不设置这种刻度线。

在又一个金刚石复合片脱钴装置的具体实施例中，卡具3可沿溶液槽4的内侧面上下移动，在这种情况下，当更换不同的金刚石复合片进行脱钴时，就可以保持脱钴液不变，将不同长度的金刚石复合片通过放置于不同高度的方式来确定出合适的脱钴位置，当然具体设置方式不限，可以类似于蒸馍的篦子与蒸锅的组合，在溶液槽4的内侧面设置多个位于不同高度的凸向内侧的环状棱或凹向外侧的环状坑，从而能够将卡具3固定在多个高度的位置。

一个优选方案是，脱钴模具1为高分子塑料块模具，这属于聚四氟、聚乙烯的各类的混合材质，这种材质的耐酸效果更好，保证其本身不会被腐蚀。

可选的，卡具3的形状为长条形，而且在每个卡具3上可以并列设置多个脱钴模具，这都是可以根据实际需要来选择的，当然长条形只是优选方案，还可以根据实际需要选择正方形或者其他形状，此处并不限制。

另一个优选实施例中，卡具3与脱钴模具1之间为过盈配合连接，这样既能保证二者的稳定连接，又能便于取出，有利于高效操作。

本领域技术人员可以理解的是，脱钴模具1的横截面形状可以为圆形或长方形，这是根据进行脱钴的金刚石复合片的形状来定的。

综上所述，利用上述金刚石复合片脱钴装置在脱钴的过程中，能够保证合金部位不被腐蚀，通过复合片的倒置放置以及设置复合片的复合层浸入脱钴液的高度可以达到更好的脱钴效果，实现环脱的目的，可以满足市场对不同脱钴深度的需求，且脱钴效果稳定，而且，目前市场上需要复合层的侧面脱钴深度尽量深的复合片，本方案既可以实现复合层侧面脱钴深度与中间脱钴深度的一致要求，也可以调整脱钴时间实现复合层侧面脱钴深度大于中间脱钴深度的要求，另外，该装置操作简单，安全性好，脱钴效率高，脱钴层形态好，脱钴出来的金刚石复合片的耐磨性与热稳定性更好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。