[发明专利]一种从聚晶金刚石复合片中去除钴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚晶金刚石复合片技术领域，尤其涉及一种从聚晶金刚石复 合片中去除钴的方法。

背景技术

聚晶金刚石复合片(Polycrystallinediamondcompact，简称PDC)广泛用 于石油和地质钻探以及金属切削，一般来说，它是硬质合金基体和金刚石微 粉在高温高压(如1400℃、4.5GPa～7GPa)下烧结而成的功能性复合晶体材料， 包括硬质合金基体和复合在基体上的聚晶金刚石层(也称聚晶层)。在生产 过程中，通常在金刚石微粉中会混合5～10％质量比的钴粉，以促进金刚石微粉 形成聚晶金刚石。但是聚晶层中钴相在复合片使用时是有害的，钴在高温下 会加速金刚石的石墨化，产生严重的热损伤。因而复合片在使用前一般要去 除或部分去除钴，以提高复合片的热稳定性。

现有的方法一般采用盐酸、硝酸、氢氟酸或混合酸，通过浸泡或热浴去 除100μm～500μm深度的钴相。如申请号为201410816291.1的中国专利文献公 开了一种基于人造聚晶金刚石复合片的脱钴复合酸的脱钴方法，该方法将一 定质量浓度的有机酸、无机酸1和无机酸2混合配得复合酸，将人造聚晶金刚 石复合片浸入所配好的复合溶液中，调整浸渍温度为25～90℃，浸渍48～72h， 即可；其中，有机酸为酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸和草酸中的一种或其 组合物，无机酸1为盐酸、高氯酸、硫酸、次氯酸和铬酸中的一种或其组合物， 无机酸2为硼酸、氢氟酸、氢溴酸和硝酸中的一种或其组合物。

上述方法对聚晶金刚石复合片去除钴的效果显著，但是盐酸、硝酸、氢 氟酸等强酸的挥发性和腐蚀性过大，对操作员工的刺激性大，工作环境恶劣； 有些还需对酸加热，这样挥发性更大，对复合片基体部分的密封要求更高， 不利于应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种从聚晶金刚石复合片中去除钴的方法，本发 明提供的去除钴的方法对设备和复合片基体的密封工装的腐蚀小，对环境友 好，且钴的脱出效率高。

本发明提供一种从聚晶金刚石复合片中去除钴的方法，包括以下步骤：

提供酸液，所述酸液包括磷酸和双氧水；

将聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层在上述酸液中浸泡，得到脱钴的复 合片。

优选地，所述酸液按照以下方法制得：在1mol/L的磷酸溶液中加入质量 浓度为30％的双氧水溶液，得到酸液。

优选地，所述磷酸溶液与双氧水溶液的体积比为10:0.5～10:5。

优选地，所述磷酸溶液与双氧水溶液的体积比为10:1～10:3。

优选地，所述浸泡的温度为10℃～40℃。

优选地，所述浸泡的时间为24h～72h。

优选地，脱钴前，所述聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层中的含钴量为 7wt％～10wt％。

优选地，脱钴的复合片的聚晶金刚石层中的含钴量低于2wt％。

与现有技术相比，本发明采用含有磷酸和双氧水的脱钴酸液，浸泡聚晶 金刚石复合片的聚晶金刚石层，去除复合片中的钴。本发明使用磷酸去除聚 晶金刚石中的钴相，磷酸根离子与钴离子可形成稳定的可溶性配位离子，从 而促使钴不断进入溶液而从复合片中脱除；并且本发明加入双氧水，能进一 步提高钴的脱除率。因此，本发明从聚晶金刚石复合片中去除钴的方法不会 有很多刺激性气体挥发，对设备和复合片的密封的腐蚀性小，对基体密封的 破坏性小，对工作环境损害小，同时具有较高的钴的脱出效率，降低了成本， 易实现规模化应用。

附图说明

图1为实施例1脱钴前复合片的扫描电镜照片；

图2为实施例1脱钴后复合片的扫描电镜照片；

图3为实施例1脱钴后复合片的扫描电镜照片；

图4为实施例1脱钴后复合片能谱采集区的扫描电镜照片；

图5为实施例1脱钴后复合片的能谱峰。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种从聚晶金刚石复合片中去除钴的方法，包括以下步骤：

提供酸液，所述酸液包括磷酸和双氧水；