申請?zhí)枺?01510734565.7
　　申請人：富耐克超硬材料股份有限公司
　　發(fā)明人：李翠

　　摘要：一種聚晶金剛石復(fù)合片及其制備方法，該復(fù)合片包括圓柱狀的復(fù)合片基體和工作端面，所述復(fù)合片基體包括硬質(zhì)合金基層和硬質(zhì)合金基層上表面覆蓋的聚晶金剛石層，工作端面位于聚晶金剛石層的上端面，所述工作端面上設(shè)有多層納米金剛石層，每層納米金剛石層包括兩層平均晶粒尺寸不同的納米晶層。其制備方法為：（1）制備復(fù)合片基體；（2）前處理；（3）CVD鍍膜；（4）對納米金剛石層表面拋光處理即得。在復(fù)合片的外層涂覆多層納米金剛石層，提高了聚晶金剛石復(fù)合片的耐磨性，抗沖擊性，韌性，延長了復(fù)合片的使用壽命；采用本發(fā)明的方法制備了一種具有良好的耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性能聚晶金剛石復(fù)合片。

　　主權(quán)利要求：1.一種聚晶金剛石復(fù)合片，包括圓柱狀的復(fù)合片基體和工作端面，所述復(fù)合片基體包括硬質(zhì)合金基層和硬質(zhì)合金基層上表面覆蓋的聚晶金剛石層，所述工作端面位于聚晶金剛石層的上端面，其特征在于，所述工作端面上設(shè)有多層納米金剛石層，每層納米金剛石層包括兩層平均晶粒尺寸不同的納米晶層。
　　2.如權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于，所述聚晶金剛石層的側(cè)面或復(fù)合片基體的側(cè)面上均設(shè)有多層納米金剛石層。
　　3.如權(quán)利要求1或2所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于，每層納米金剛石層包括的兩層納米晶層的平均晶粒尺寸分別為20～40nm和60～80nm；每層納米晶層的厚度為0.3～0.5um。
　　4.如權(quán)利要求3所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于，多層納米金剛石層的總厚度為6～20μm。
　　5.一種聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： （1）制備復(fù)合片基體：所述復(fù)合片基體包括硬質(zhì)合金基層和硬質(zhì)合金基層上表面覆蓋的聚晶金剛石層，所述聚晶金剛石層的上端面加工有工作端面； （2）前處理：將復(fù)合片基體表面拋光、除油、清洗和烘干后，經(jīng)王水酸化2～5s或用噴砂機(jī)對其表面噴砂后，再經(jīng)表面除油、清洗、烘干后進(jìn)入鍍膜工序； （3）CVD鍍膜：將經(jīng)過前處理后的復(fù)合片基體置于CVD熱絲金剛石設(shè)備的基片臺上，在復(fù)合片基體的工作端面沉積多層納米金剛石層，每層納米金剛石層包括兩層平均晶粒尺寸不同的納米晶層； （4）對納米金剛石層表面拋光處理即得聚晶金剛石復(fù)合片。
　　6.如權(quán)利要求5所述的聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，在對復(fù)合片基體的工作端面沉積多層納米金剛石層的同時(shí)，對聚晶金剛石層的側(cè)面或復(fù)合片基體的側(cè)面上沉積多層納米金剛石層。
　　7.如權(quán)利要求5或6所述的聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，制備復(fù)合片基體的具體操作為：將金剛石粉和粘結(jié)劑混合，與硬質(zhì)鋁合金基體在5～5.5GPa、1400～1600℃下燒結(jié)3～8min得到硬質(zhì)合金基層上表面覆蓋有聚晶金剛石層的復(fù)合片基體毛坯，將復(fù)合片基體毛坯通過磨加工、精加工處理后得到聚晶金剛石層的上端面加工有工作端面的復(fù)合片基體；以體積百分比計(jì)，所述金剛石粉為45～90%、粘結(jié)劑為10～55%；所述粘結(jié)劑為超硬耐高溫陶瓷氮化物材料；所述金剛石粉按以下體積份數(shù)配制：0.5～1μm金剛石粉55～60份、2～4μm金剛石粉30～40份、6～8μm金剛石粉5～20份。
　　8.如權(quán)利要求7所述的聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為位于化學(xué)元素周期表中IVB、VIB、IIIA、IVA元素的氮化物中的一種或兩種以上的組合。
　　9.如權(quán)利要求8所述的聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為TiN、ZrN、CrN、AlN和SiN中的三種或三種以上的混合物。
　　10.如權(quán)利要求5或6或8或9所述的聚晶金剛石復(fù)合片的制備方法，其特征在于，CVD鍍膜具體包括以下步驟： a）將復(fù)合片基體置于CVD熱絲金剛石設(shè)備的基片臺上，抽真空至0.6～0.8Pa加熱基體溫度至700～900℃，通入CH4和H2，真空度至0.1～0.3Pa，復(fù)合片基體表面形核，同時(shí)通入惰性氣體保護(hù)，惰性氣體的氣壓0.1～0.5Pa； b）調(diào)整熱絲溫度，在復(fù)合片基體的工作端面上沉積一層0.3～0.5μm厚的納米晶層，該納米晶層的平均晶粒尺寸為20～40nm； c）調(diào)整熱絲溫度，在上一步驟形成的納米晶層上再沉積一層0.3～0.5μm厚的納米晶層，該納米晶層的平均晶粒尺寸為60～80nm； d）重復(fù)步驟b）和c）直至鍍膜結(jié)束。