用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体的制作方法

本技术涉及超硬材料，特别涉及一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体。

背景技术：

1、聚晶金刚石复合片是金刚石微粉和硬质合金基体在高温高压条件下烧结合成的一种复合材料，因兼具高耐磨性能和高抗冲性能的特点，而被广泛地应用于石油和天然气开采的钻探行业。

2、在聚晶金刚石复合片的合成过程中，金刚石微粉和硬质合金基体被组装在一起，硬质合金基体中的钴会在高温下发生熔渗进去金刚石层，促进金刚石微粉之间烧结成键。例如，公开号为cn203129964u实用新型申请公开了一种具有钴含量梯度的金刚石钻齿，通过设计硬质合金基体中的钴含量为均匀梯度变化，以此降低聚晶金刚石层和硬质合金基体之间结合界面的内应力，降低了硬质合金基体内部的内应力，降低了整个金刚石钻齿的内应力，提高了金刚石钻齿的抗冲击性能。公开号为cn104879066b发明申请公开了一种钻探用金刚石复合片基体制备方法及复合片基体，将硬质合金基体分为两层，并采用不同的wc粒度，使得硬质合金基体能够同时满足耐磨性和韧性的需求。然而，聚晶金刚石复合片合成后硬质合金基体钴含量变低，且制备过程中硬质合金基体钴含量流失不均一现象严重，一定程度上影响聚晶金刚石复合片的整体韧性和生产使用的稳定性。

3、因此，如何解决在制备聚晶金刚石复合片时，硬质合金基体钴含量流失不均是目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的为提供一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，旨在解决制备聚晶金刚石复合片时，硬质合金基体钴含量流失不均的问题。

2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型提出一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，所述硬质合金基体包括第一层基体和第二层基体，所述第一层基体和所述第二层基体的钴含量呈均一分布或非均一分布。

3、进一步地，所述硬质合金基体的钴含量为梯度分布，所述第一层基体的钴含量比所述第二层基体的钴含量高。

4、进一步地，所述第一层基体的钴含量为10～20％，所述第二层基体的钴含量为5～16％，所述第一层基体的钴含量比所述第二层基体的钴含量高2～10％。

5、进一步地，所述非均一分布为浓度多层分布或浓度渐变分布。

6、进一步地，所述第一层基体的厚度为2～15mm。

7、进一步地，所述硬质合金基体为圆柱结构或非圆柱结构。

8、进一步地，所述第一层基体的表面为平面结构或非平面结构。

9、进一步地，所述第一层基体的表面为非平面结构，所述非平面结构上有规则图案或不规则图案。

10、本申请还提供一种聚晶金刚石复合片的制备，将所述的硬质合金基体应用于制备聚晶金刚石复合片。

11、进一步地，所述聚晶金刚石复合片由高温高压设备合成，烧结处理的工艺条件为温度1200-1600℃、压力5.5-8.0gpa。

12、有益效果：

13、本实用新型的一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，硬质合金基体包括第一层基体和第二层基体，钴是聚晶金刚石复合片合成中的关键催化剂，将含有钴的硬质合金基体分为两层，聚晶金刚石复合片在高温高压合成过程中，硬质合金基体中不同层基体的钴在熔渗过程中能为聚晶金刚石层提供充足的钴，帮助聚晶金刚石层完成烧结成键，其中，第一层基体和第二层基体的钴含量呈均一分布或非均一分布，将基体的钴含量均设计为均一分布可满足常规形态聚晶金刚石复合片制备的应用需求，将基体的钴含量设计为非均一分布可满足不同金刚石层区域对于钴需求量不同，有效地解决制备聚晶金刚石复合片时钴含量需求不一的问题，使得合成后硬质合金钴含量浓度均一，合成成品率变高，合成质量更加稳定。

技术特征：

1.一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述硬质合金基体包括第一层基体和第二层基体，所述第一层基体和所述第二层基体的钴含量呈均一分布或非均一分布。

2.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述硬质合金基体的钴含量为梯度分布，所述第一层基体的钴含量比所述第二层基体的钴含量高。

3.根据权利要求2所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述第一层基体的钴含量为10～20％，所述第二层基体的钴含量为5～16％，所述第一层基体的钴含量比所述第二层基体的钴含量高2～10％。

4.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述非均一分布为浓度多层分布或浓度渐变分布。

5.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述第一层基体的厚度为2～15mm。

6.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述硬质合金基体为圆柱结构或非圆柱结构。

7.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述第一层基体的表面为平面结构或非平面结构。

8.根据权利要求7所述的用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，其特征在于，所述第一层基体的表面为非平面结构，所述非平面结构上有规则图案或不规则图案。

技术总结
本技术涉及超硬材料技术领域，揭示了一种用于聚晶金刚石复合片制备的硬质合金基体，所述硬质合金基体包括第一层基体和第二层基体，所述第一层基体和所述第二层基体的钴含量呈均一分布或非均一分布。本技术通过使用具有两层结构的硬质合金基体，可以有选择性地调节聚晶金刚石复合片合成过程中硬质合金基体熔渗进去金刚石层的钴熔渗量，有利于聚晶金刚石复合片高温合成，提高合成的稳定性；并且有效地解决由于硬质合金基体高温熔渗导致的合成后聚晶金刚石复合片基体部分钴含量不均一的问题，同时也为异型齿烧结过程中硬质合金基体钴熔渗量不均一和合成不稳定提供解决方案。

技术研发人员：刘柏枢,徐浩然,李东福,孔立军
受保护的技术使用者：深圳市海明润超硬材料股份有限公司
技术研发日：20230518
技术公布日：2024/3/21