本發(fā)明屬于石油鉆探、工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體是石油鉆探、工程機(jī)械領(lǐng)域的聚晶金剛石復(fù)合片的制造方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的聚晶金剛石復(fù)合片需要使用硬質(zhì)合金基體作為基托，將金剛石微粉及結(jié)合劑通過高溫高壓方式生長(zhǎng)在硬質(zhì)合金基托上。由于硬質(zhì)合金基體基托與聚晶金剛石復(fù)合層的殘余應(yīng)力問題，使得傳統(tǒng)的金剛石復(fù)合片強(qiáng)度不是很高，韌性差。

為了提高硬質(zhì)合金基托與聚晶金剛石復(fù)合層的結(jié)合強(qiáng)度，通過減少硬質(zhì)合金基托與聚晶金剛石復(fù)合層的殘余應(yīng)力，增加硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石復(fù)合層的結(jié)合面積，來提高結(jié)合強(qiáng)度，降低殘余應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)度高，韌性好，生產(chǎn)制造成本低的金剛石復(fù)合片制造方法。

本發(fā)明包括基體和復(fù)合層，所述的復(fù)合層是由碳化鎢微粉、金屬結(jié)合劑、晶粒長(zhǎng)大抑制劑、金剛石微粉攪拌在一起燒結(jié)制成；復(fù)合層包括復(fù)合層I、復(fù)合層II、復(fù)合層III，復(fù)合層I、復(fù)合層II和復(fù)合層III順序壓覆在基體的上端，所述的復(fù)合層I與復(fù)合層II之間 粘接有金屬結(jié)合劑，所述的復(fù)合層II與復(fù)合層III之間粘接有金屬結(jié)合劑；復(fù)合層III設(shè)置有呈Π形狀且包覆復(fù)合層I、復(fù)合層II的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述的復(fù)合層由碳化鎢微粉、金屬結(jié)合劑、晶粒長(zhǎng)大抑制劑、金剛石微粉先進(jìn)行球磨細(xì)化處理，然后攪拌在一起燒結(jié)制成。

所述的碳化鎢微粉的粒度從粗向細(xì)分布，碳化鎢微粉的粒度從10微米到0.5微米分布。

復(fù)合層的制作步驟包括：

A、先將碳化鎢微粉進(jìn)行酸堿處理，去除雜質(zhì)，純凈水清洗干燥備用；

B、將金剛石微粉進(jìn)行酸堿處理，清洗干燥備用；

C、將金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中600～900℃還原處理2～5小時(shí)，備用。

復(fù)合層的制作步驟如下：

將備用的碳化鎢微粉、金剛石微粉、金屬結(jié)合劑先進(jìn)行球磨細(xì)化處理；

依次裝入預(yù)先沖壓成所需聚晶金剛石復(fù)合片外形的金屬鈮杯內(nèi)，分層壓實(shí)定型。

復(fù)合層的制作步驟如下：

在溫度為1300-1950℃、壓力為6～7GPa的條件下，用六面頂壓機(jī)將分層壓實(shí)定型后的復(fù)合片外形高溫高壓燒結(jié)制得金剛石復(fù)合片。

本發(fā)明金剛石復(fù)合片，降低了傳統(tǒng)聚晶金剛石復(fù)合片的制造成本，避免了硬質(zhì)合金基體基托與聚晶金剛石復(fù)合層的殘余應(yīng)力，使得本發(fā)明的金剛石復(fù)合片強(qiáng)度高，韌性好。本發(fā)明采用多層不同粒度和硬度梯度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在物理性能上形成了與聚晶金剛石層的良好過渡，具有較高的抗沖擊韌性和高抗彎強(qiáng)度等特點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高聚晶金剛石復(fù)合片的使用性能和使用壽命。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須作出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。

本發(fā)明包括基體和復(fù)合層，所述的復(fù)合層是由碳化鎢微粉、金屬結(jié)合劑、晶粒長(zhǎng)大抑制劑、金剛石微粉攪拌在一起燒結(jié)制成；復(fù)合層包括復(fù)合層I、復(fù)合層II、復(fù)合層III，復(fù)合層I、復(fù)合層II和 復(fù)合層III順序壓覆在基體的上端，所述的復(fù)合層I與復(fù)合層II之間粘接有金屬結(jié)合劑，所述的復(fù)合層II與復(fù)合層III之間粘接有金屬結(jié)合劑；復(fù)合層III設(shè)置有呈Π形狀且包覆復(fù)合層I、復(fù)合層II的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述的復(fù)合層由碳化鎢微粉、金屬結(jié)合劑、晶粒長(zhǎng)大抑制劑、金剛石微粉先進(jìn)行球磨細(xì)化處理，然后攪拌在一起燒結(jié)制成。

所述的碳化鎢微粉的粒度從粗向細(xì)分布，碳化鎢微粉的粒度從10微米到0.5微米分布。

復(fù)合層的制作步驟包括：

A、先將碳化鎢微粉進(jìn)行酸堿處理，去除雜質(zhì)，純凈水清洗干燥備用；

B、將金剛石微粉進(jìn)行酸堿處理，清洗干燥備用；

C、將金屬結(jié)合劑在氫氣還原爐中600～900℃還原處理2～5小時(shí)，備用。

復(fù)合層的制作步驟如下：

將備用的碳化鎢微粉、金剛石微粉、金屬結(jié)合劑先進(jìn)行球磨細(xì)化處理；

依次裝入預(yù)先沖壓成所需聚晶金剛石復(fù)合片外形的金屬鈮杯內(nèi)，分層壓實(shí)定型。

復(fù)合層的制作步驟如下：

在溫度為1300-1950℃、壓力為6～7GPa的條件下，用六面頂壓機(jī)將分層壓實(shí)定型后的復(fù)合片外形高溫高壓燒結(jié)制得金剛 石復(fù)合片。

本發(fā)明的金剛石復(fù)合片，降低了傳統(tǒng)聚晶金剛石復(fù)合片的制造成本，避免了硬質(zhì)合金基體基托與聚晶金剛石復(fù)合層的殘余應(yīng)力，使得本發(fā)明的金剛石復(fù)合片強(qiáng)度高，韌性好。本發(fā)明采用多層不同粒度和硬度梯度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在物理性能上形成了與聚晶金剛石層的良好過渡，具有較高的抗沖擊韌性和高抗彎強(qiáng)度等特點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高聚晶金剛石復(fù)合片的使用性能和使用壽命。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。