一種聚晶金剛石復合片清洗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于金剛石清洗技術領域，具體涉及一種聚晶金剛石復合片清洗裝置。
【背景技術】
[0002]聚晶金剛石復合片是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫條件下燒結成的一種新型復合材料，其結構包括聚晶金剛石層和作為支撐體的硬質合金層。其中，聚晶金剛石層具有硬度高、耐磨性好的特點，而硬質合金層則從整體上提高了聚晶金剛石復合片的韌性和可焊性，因此，聚晶金剛石復合片成為制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料。
[0003]但是，現有技術中的聚晶金剛石復合片，在制備過程中會有殘余金屬留在金剛石顆粒的間隙內，而這些殘余金屬會加劇金剛石復合片使用時的石墨化或氧化，導致聚晶層失效，而且金屬相和硬質合金相的熱膨脹系數和彈性模量不同，聚晶金剛石復合片在使用中容易出現裂紋、分層等現象，影響聚晶金剛石復合片的磨耗和熱穩定性，縮短其使命壽命。因此，需要對聚晶金剛石復合片進行殘余金屬的脫除。
[0004]目前，傳統脫除殘余金屬的方法如電解法和酸浸法，由于工藝條件的限制，脫除深度達到15μπι以上后，便很難再浸出；脫除深度達到25μπι以上，則需要240h以上，效率極低，不適合大規模操作。因此，對于得到脫除殘余金屬的聚晶金剛石復合片的問題還沒有解決。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種脫除效果好、效率高的聚晶金剛石復合片清洗裝置。
[0006]基于上述目的，本實用新型采取如下技術方案:一種聚晶金剛石復合片清洗裝置，包括酸洗槽和與其相連的超聲波裝置，酸洗槽下方設有加熱器，酸洗槽內設有清洗基座，清洗基座的底部設有容納聚晶金剛石復合片的凹槽。
[0007]所述清洗裝置還包括支撐框架和與支撐框架連接的支撐腿，所述支撐框架由若干擋板圍接而成，擋板的內側設有支撐條，清洗基座通過支撐條位于支撐框架內。
[0008]所述擋板為四個。
[0009]所述凹槽與聚晶金剛石復合片之間為過盈配合，凹槽的深度小于聚晶金剛石復合片的高度，最好是小于等于聚晶金剛石復合片的硬質合金層的高度。凹槽不僅起到支撐聚晶金剛石復合片的作用，還能有效保護硬質合金層不受酸侵蝕。
[0010]所述清洗基座的頂部設有握持部。
[0011 ]所述握持部為兩個，分布在清洗基座的兩側，握持部呈環狀，取放方便。
[0012]所述酸洗槽的上方設有頂蓋，可有效防止在清洗過程中，酸洗液揮發至空氣中。
[0013]所述酸洗槽的一側底部設有酸洗液出口。
[0014]所述超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器和超聲波換能器，所述超聲波換能器與酸洗槽相連。
[0015]與現有技術相比，本實用新型的技術效果為:
[0016]1、將超聲波發生器與酸洗槽聯用，脫除效果好、效率高，采用該裝置在48h內將聚晶金剛石層中殘余金屬的脫除深度達到200μπι以上;其原理在于:可使超聲波發生器產生高頻振蕩信號，通過超聲波換能器轉成高頻機械振蕩(超聲波)而傳播到混合酸液中，超聲波在混合酸液中輻射，使混合酸液震動而產生數以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區而在正壓區迅速閉合，微小氣泡閉合時可產生瞬間高壓。連續不斷產生的瞬間高壓就像一連串小爆炸一樣不斷沖擊聚晶金剛石層的微觀表面、間隙和微氣孔等，使聚晶金剛石層中的殘余金屬迅速溶解、脫除，從而極大的提高聚晶金剛石層殘余金屬的脫除效率和脫除深度；
[0017]2、在酸洗槽內設置清洗基座和支撐框架，方便安裝和拆卸。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型中酸洗槽與超聲波裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型中清洗基座的結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型中清洗基座中握持部的結構示意圖；
[0021 ]圖4是本實用新型中支撐框架和支撐腿的結構示意圖；
[0022]圖5是清洗后的聚晶金剛石層的掃描電子顯微鏡的背散射圖片。
【具體實施方式】
[0023]如圖1-4所示的一種聚晶金剛石復合片清洗裝置，包括酸洗槽2和與其相連的超聲波裝置，酸洗槽2的上方設有頂蓋6，酸洗槽2的一側底部設有酸洗液出口(未示出)，酸洗結束后方便排除酸洗液。
[0024]超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器I和超聲波換能器5，超聲波換能器5與酸洗槽2相連，酸洗槽2下方設有加熱器4，酸洗槽2內設有清洗基座7，清洗基座7的底部設有容納聚晶金剛石復合片的凹槽71，凹槽71與聚晶金剛石復合片之間為過盈配合，凹槽71的深度小于聚晶金剛石復合片的高度，最好是小于等于聚晶金剛石復合片的硬質合金層的高度，在本實施例中，凹槽71的深度等于聚晶金剛石復合片的硬質合金層的高度。
[0025]清洗裝置還包括支撐框架8和與支撐框架8相連的支撐腿82，所述支撐框架8由若干擋板81圍接而成，擋板81的內側設有支撐條83，清洗基座7通過支撐條83位于支撐框架8內。清洗基座7的頂部設有兩個呈環狀的握持部72，分布在清洗基座7的兩側。
[0026]其工作過程為:
[0027]I)將聚晶金剛石復合片壓入帶凹槽71的清洗基座7內，然后將清洗基座7通過支撐框架8放入酸洗槽2內；
[0028]2)向清洗槽2內加入能脫除聚晶金剛石層殘余金屬的酸洗液3，使酸洗液3浸沒聚晶金剛石層即可，根據需要設定超聲波脫除的功率、時間和溫度即可，本實施例中設定超聲脫除的時間為48h，溫度為100°C，功率為600W，開始脫除聚晶金剛石層中的殘余金屬；
[0029]3)脫除聚晶金剛石層中的殘余金屬后，打開酸洗液出口回收酸洗液3，用水將酸洗后的聚晶金剛石復合片的表面清洗干凈即可。
[0030]對采用本實施例的裝置進行清洗后所得聚晶金剛石復合片測試聚晶金剛石層中脫除殘余金屬的深度，結果如圖5。從圖5中可以看出，聚晶金剛石層中殘余金屬的脫除深度為230μπι左右，該裝置表現了極佳的脫出效果。
【主權項】
1.一種聚晶金剛石復合片清洗裝置，包括酸洗槽和與其相連的超聲波裝置，酸洗槽下方設有加熱器，其特征在于，酸洗槽內設有清洗基座，清洗基座的底部設有容納聚晶金剛石復合片的凹槽。2.如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，還包括支撐框架和與支撐框架連接的支撐腿，所述支撐框架由若干擋板圍接而成，擋板的內側設有支撐條，清洗基座通過支撐條位于支撐框架內。3.如權利要求2所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述擋板為四個。4.如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述凹槽與聚晶金剛石復合片之間為過盈配合，凹槽的深度小于聚晶金剛石復合片的高度。5.如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述清洗基座的頂部設有握持部。6.如權利要求5所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述握持部為兩個，分布在清洗基座的兩側，握持部呈環狀。7.如權利要求1-6任一所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述酸洗槽的上方設有頂蓋。8.如權利要求7所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述酸洗槽的一側底部設有酸洗液出口。9.如權利要求8所述的聚晶金剛石復合片清洗裝置，其特征在于，所述超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器和超聲波換能器，所述超聲波換能器與酸洗槽相連。
【專利摘要】一種聚晶金剛石復合片清洗裝置，屬于金剛石清洗技術領域，包括酸洗槽和與其相連的超聲波裝置，酸洗槽下方設有加熱器，酸洗槽內還設有清洗基座和支撐框架，清洗基座通過支撐框架位于酸洗槽內，所述清洗基座朝向酸洗槽底部的一側設有容納聚晶金剛石復合片的凹槽。采用本實用新型的裝置對聚晶金剛石復合片進行脫除金屬，脫除效果好、效率高。
【IPC分類】B08B3/12, C23G3/00, B08B3/10
【公開號】CN205289116
【申請號】
【發明人】王彬彬
【申請人】富耐克超硬材料股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月28日