聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法与流程

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨，特别涉及聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法。背景技术：2.聚晶金刚石复合片具有良好的耐磨性和高抗冲击性，广泛应用于石油钻探、地质勘探和机械加工等领域。聚晶金刚石复合片是将硬质合金基体和金刚石微粉装入金属杯中，在金属催化剂条件下用高温高压烧结而成。烧结聚晶金刚石的过程中常加入金属钴，金属钴在金刚石复合片的合成过程中能够起到金属粘结剂的作用。但在金刚石的使用过程中，钴的存在会大大降低金刚石复合片的耐磨性与稳定性，原因是钴的热膨胀系数与金刚石差异较大，聚晶金刚石复合片使用过程中受热时容易使金刚石与金属钴之间形成微裂纹，引起聚晶金刚石复合片热失效；并且，一定高温下钴能够作为催化剂促进金刚石石墨化，降低金刚石之间的结合力，进而缩短聚晶金刚石复合片的使用寿命。所以，金刚石复合片在使用之前，一般都要去除其复合层内部的钴，形成一定高度和形状的脱钴层，这个过程即为常说的“脱钴”。另外，金属钨也能够对聚晶金刚石复合片的性能产生影响，有时也需要进行脱钨处理。3.目前常用的脱钴/脱钨方法为化学酸蚀，常用的脱钴配方为强酸、强碱及一些盐类，通过长达上百小时甚至数百小时的浸蚀实现脱钴/脱钨。此外，为了提高脱钴/脱钨速率，往往在高温高压条件下进行浸蚀脱钴/脱钨。4.由于硬质合金基体容易被脱钴/脱钨液腐蚀，因此脱钴/脱钨时对硬质合金基体的防腐尤其重要，否则很容易使复合片报废，造成严重损失。现有技术中的脱钴/脱钨方式一般是在聚晶金刚石复合片外部设置一层防护层，仅暴露聚晶金刚石层上待脱钴/脱钨处理的部分，防护层与聚晶金刚石复合片之间具有密封结构，用于防止脱钴/脱钨液渗入防护层内而腐蚀硬质合金基体。5.防护层的形成方式较多，例如在硬质合金基体和聚晶金刚石层底部注塑包裹防腐材料，可以参考专利文献cn214323969u公开的一种聚晶金刚石复合片脱钴密封夹紧装置，即依靠注塑形成的脱钴密封壳体作为防护层；另外，为了增加脱钴密封装置的密封性，上述专利文献中还在聚晶金刚石复合片的顶端外侧通过压装的方式套上了一个密封夹紧套，密封夹紧套能够使注塑成型的脱钴密封壳体与聚晶金刚石复合片贴合得更加紧密，放入脱钴溶液进行脱钴反应时，可以更有效地防止脱钴溶液对硬质合金基体的腐蚀。再如专利文献cn207673291u公开的金刚石复合片脱钴防护装置采用的结构，在成型好的防护外壳与聚晶金刚石复合片之间设置密封圈来形成密封结构。6.但是，目前对聚晶金刚石复合片进行脱钴/脱钨时，都是将聚晶金刚石复合片浸入脱钴/脱钨液中，为了更好地避免硬质合金基体受到腐蚀，还往往需要将聚晶金刚石复合片倒置装夹，以金刚石层朝下、硬质合金基体朝上的姿态浸入脱钴/脱钨液中，脱钴/脱钨液用量大，容易导致环境污染，成本也较高。并且，聚晶金刚石复合片倒置装夹时还需要逐个调整高度，效率较低。技术实现要素：7.本发明的目的是提供一种聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法，解决现有的脱钴/脱钨方法脱钴/脱钨液用量大、成本高、可能造成的环境污染问题大的问题。8.本发明中聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法采用如下技术方案：9.聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法，该脱钴/脱钨方法包括以下步骤：10.步骤一，设置密封壳体，使密封壳体与聚晶金刚石复合片的外周面形成密封，并且在聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的待脱钴/脱钨部位上方形成空腔，使待脱钴/脱钨部位暴露于所述空腔中；11.步骤二，在所述空腔中注入脱钴/脱钨液，使聚晶金刚石层的待脱钴/脱钨部位浸没在脱钴/脱钨液中以实现脱钴/脱钨。12.上述技术方案的有益效果是，密封壳体能够在待脱钴/脱钨部位上方形成空腔，使待脱钴/脱钨部位暴露于所述空腔中，在空腔中注入脱钴/脱钨液后，即可使聚晶金刚石层的待脱钴/脱钨部位浸没在对应的脱钴液或脱钨液中以实现脱钴或脱钨，并且密封壳体与聚晶金刚石复合片的外周面形成密封，从而实现正立式脱钴/脱钨，与现有技术中采用将聚晶金刚石复合片浸入脱钴/脱钨液中进行脱钴/脱钨相比，能够大大减少脱钴/脱钨液的使用，有利于减少环境污染，降低生产成本。13.作为一种进一步限定的技术方案：依靠防护层和外层壳体共同形成密封壳体：首先，在聚晶金刚石复合片上设置防护层，使待脱钴部位暴露在防护层的顶部；然后，在防护层的径向外侧套设外层壳体，外层壳体与防护层的外周面密封配合并且高度高于聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层，在待脱钴/脱钨部位上方形成所述空腔。14.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，将密封壳体分为防护层和外层壳体能够利用现有技术中成熟的防护层设置方式实现对硬质合金基体的防护，而防护层和外层壳体之间的密封不需考虑对硬质合金基体的防护问题，便于实现。15.作为一种进一步限定的技术方案：所述聚晶金刚石复合片及其外侧的防护层整体被强行压装到外层壳体内，使外层壳体对防护层形成抱紧力。16.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，通过压装方式形式的抱紧力能够使防护层更紧密地与聚晶金刚石复合片保持结合，有利于提高对聚晶金刚石复合片的密封防护效果，从而能够更好地适应正立式脱钴/脱钨。17.作为一种进一步限定的技术方案：所述外层壳体的顶部设有贯通开口，脱钴/脱钨液从贯通开口内注入。18.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，便于脱钴/脱钨液的注入，有利于提高作业效率。19.作为一种进一步限定的技术方案：所述外层壳体采用套状结构。20.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用套状结构结构简单，成本低。21.作为一种进一步限定的技术方案：所述聚晶金刚石复合片及其外侧的防护层整体从贯通开口内从上向下压入外层壳体。22.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够在压入的过程中依靠外层壳体的挤压对防护层施加足够的抱紧力，从而更好地提升密封性能。23.作为一种进一步限定的技术方案：所述贯通开口处设有扩口形式的引导结构，依靠引导结构引导聚晶金刚石复合片及其外侧的防护层整体进入外层壳体中。24.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，便于聚晶金刚石复合片及其外侧的防护层的压装，有利于提高生产效率。25.作为一种进一步限定的技术方案：所述聚晶金刚石复合片及其外侧的防护层整体位于外层壳体的底部。26.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够提供足够的空间盛装脱钴/脱钨液。27.作为一种进一步限定的技术方案：所述防护层由注塑成型在聚晶金刚石复合片外部的注塑层形成。28.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用注塑工艺技术成熟，密封性好。29.作为一种进一步限定的技术方案：所述外层壳体的壁厚大于防护层的壁厚。30.上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够依靠外层壳体形成较为稳定的底座，更易于使聚晶金刚石复合片保持正立姿态。附图说明31.图1是聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的实施例1的示意图；32.图2是图1中的实施例脱钴时的示意图；33.图3是图2的俯视图；34.图4是聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的实施例2的实施状态示意图；35.图5是聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的另一实施例的实施状态示意图。36.图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：10、聚晶金刚石复合片；11、聚晶金刚石层；12、硬质合金基体；20、密封壳体；21、防护层；22、外层壳体；23、空腔；24、倒角；30、脱钴液；40、密封圈。具体实施方式37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。38.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。39.需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。41.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。42.以下结合实施例对本发明进一步地详细描述。43.本发明中聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的实施例1：44.该实施例用于对聚晶金刚石复合片10的聚晶金刚石层11进行脱钴，如图1和图2所示，包括以下步骤：45.步骤一，在聚晶金刚石复合片10的外部注塑成型注塑层，包裹住聚晶金刚石复合片10的底面和部分外周面，形成防护层21，防护层21的顶部开口与聚晶金刚石层11的待脱钴部位的底部平齐，与使待脱钴部位暴露在防护层21的顶部。46.步骤二，将聚晶金刚石复合片10和防护层21整体从上向下压装到套状结构的外层壳体22的底部，使外层壳体22抱紧在防护层21上；外层壳体22的顶部设有贯通开口，并且贯通开口处设有倒角24，倒角24形成扩口形式的引导结构，依靠引导结构引导聚晶金刚石复合片10及其外侧的防护层21整体进入外层壳体22中。压装时可以采用压机，配合如背景技术中的专利文献cn214323969u中采用的上压机片和下压机片实现压装。47.外层壳体22与防护层21的外周面依靠过盈配合形成密封。同时，外层壳体22的高度高于聚晶金刚石复合片10的聚晶金刚石层11，在待脱钴部位上方形成空腔23，脱钴部位暴露于空腔23中，如图1和图2所示。48.外层壳体22的壁厚大于防护层21的壁厚，能够对防护层21形成可靠的抱紧力。49.上述防护层21和外层壳体22共同形成了密封壳体20。密封壳体20与聚晶金刚石复合片10的外周面形成了密封，并且在聚晶金刚石复合片10的聚晶金刚石层11的待脱钴部位上方形成了空腔23，使待脱钴部位暴露于所述空腔23中。50.步骤三，使聚晶金刚石复合片10以聚晶金刚石层11朝上、硬质合金基体12朝下的姿态正立放置，通过外层壳体22顶部的贯通开口注入脱钴液30，如图3，使聚晶金刚石层11的待脱钴部位浸没在脱钴液30中以实现脱钴。51.步骤四，脱钴完成后，将聚晶金刚石复合片10和防护层21整体从外层壳体22内取出，除去防护层21。52.上述实施例中，防护层21和外层壳体22均采用聚四氟乙烯材质。在其他实施例中，防护层21和外层壳体22也可以采用其他材质，能够满足自身的防腐需求即可，例如，聚偏氟乙烯、对位聚苯酚等等。53.本发明中聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的实施例2：54.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中依靠防护层21和外层壳体22共同形成密封壳体20。而本实施例中，如图4所示，聚晶金刚石复合片10的外周直接注塑成型密封壳体20，密封壳体20与聚晶金刚石层11的不需脱钴部位依靠注塑工艺形成密封。55.在其他实施例中，密封壳体20的底部也可以设置为开口形式，能够减少注塑用料。密封壳体20与聚晶金刚石层11的不需脱钴部位也可以依靠密封圈密封。56.本发明中聚晶金刚石复合片的脱钴/脱钨方法的实施例3：57.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，外层壳体22采用套状结构，上下两端贯通，而本实施例中，外层壳体22具有底壁，为了避免压入聚晶金刚石复合片10时产生气堵，可以在外层壳体22的侧壁底部设置通气孔。58.在其他实施例中，也可以在外层壳体22的顶部设置顶壁，注入脱钴液30后再将聚晶金刚石复合片10及其外侧的防护层21整体从下向上压入外层壳体22中；或者，在外层壳体22的顶部设置注液孔，先将聚晶金刚石复合片10及其外侧的防护层21整体从下向上压入外层壳体22中，再从注液孔中注入脱钴液30。59.在上述实施例中，密封壳体20与聚晶金刚石复合片10之间依靠注塑形式形成密封，在其他实施例中，两者之间也可以设置密封圈40，依靠密封圈40密封，如图5所示。60.在上述实施例中，防护层21和外层壳体22采用相同制作制成，在其他实施例中，防护层21和外层壳体22也可以采用不同的材质制作。61.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。









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