[发明专利]一种硬质合金中钴元素闪脱方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金中钴元素闪脱方法，解决了现有技术中脱钴环节时间长，效率低，生产成本高的问题。本发明方法包括：将质量浓度70‑90％的硫酸溶液与质量浓度60‑80％的硝酸溶液加水混和，制得混合酸溶液；将氢氧化钾和铁氰化钾加水溶解，制成碱溶液；将硬质合金基片置于碱溶液中，加热条件下超声处理；将硬质合金基片用水超声清洗后，再置于混合酸溶液中，加热条件下超声处理；将硬质合金基片用水超声清洗后，取出，烘干，即得。本发明设计科学，方法简单，操作简便，能够实现钴元素的闪脱，两步脱钴总时间在10分钟以内即可完成，是原两步预处理法时间的1/10左右，大大提高生产效率，降低成本。

技术领域

本发明属于CVD金刚石涂层技术领域，具体涉及一种硬质合金中钴元素闪脱方法。

背景技术

CVD金刚石涂层具有超高的硬度、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能。经过不断的研究与开发，CVD金刚石涂层的生长机理已经得到充分的论证。CVD金刚石涂层的生长对表面环境有着十分苛刻的要求，尤其表层钴含量。钴具有催石墨化的负面作用。钴元素在高温作用下催化金刚石形成石墨。在石墨氛围下，金刚石难以大面积生长。金刚石膜生长受阻，会在涂层薄膜表面或底层产生孔洞，降低结合力与成膜质量。氢元素在整个反应中提供刻蚀石墨相的作用，氢气在高温下分解形成的氢原子轰击基材表面，专一性地与石墨相C结合，从而起到刻蚀作用。虽然氢元素具有刻蚀作用，但作用有限，无法消除钴元素催石墨化带来的影响，如何通过预处理技术高效清除表层钴元素，达到工业化高效批量脱钴效果，是工业生产中的重要研究。

现有技术中硬质合金基体脱钴预处理一般分为两步。第一步是使用铁氰化钾配置的强碱溶液去除部分WC颗粒，使深层钴元素暴露出来，便于脱钴反应，同时能提高基体表面粗糙度，该步骤一般需要40分钟左右；第二步是弱酸脱钴，钴是金属元素，能与酸发生置换反应，产生氢气和钴盐，反应酸一般选用硝酸，配液浓度一般为8％-10％，酸性太强会发生钝化反应，影响脱钴效果，反应时间一般为40-50分钟才能清除表面钴。经两步法脱钴后，基体表面几乎检测不到钴元素，同时表面形貌也已经能够进行CVD金刚石涂层作业，能够实现金刚石形核与生长。

但是采用此方法预处理硬质合金，脱钴环节时间长，效率低，生产成本高。因此，提供一种硬质合金中钴元素闪脱方法，实现钴元素高效清除，且不会对金刚石涂层产生不良影响，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种硬质合金中钴元素闪脱方法，解决现有技术中脱钴环节时间长，效率低，生产成本高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种硬质合金中钴元素闪脱方法，包括以下步骤：

步骤1.配置混合酸溶液：将质量浓度70-90％的硫酸溶液与质量浓度60-80％的硝酸溶液加水混和，制得混合酸溶液；

步骤2.配置碱溶液：将氢氧化钾和铁氰化钾加水溶解，制成碱溶液；

步骤3.将硬质合金基片置于碱溶液中，加热条件下超声处理；

步骤4.将经步骤3处理后的硬质合金基片用水超声清洗后，再置于混合酸溶液中，加热条件下超声处理；

步骤5.将经步骤4处理后的硬质合金基片用水超声清洗后，取出，烘干，即得。

进一步地，所述步骤1中，硫酸溶液、硝酸溶液、水的质量比为0.5-2：0.5-2：5-15。

进一步地，所述步骤2中，氢氧化钾、铁氰化钾、水的质量比为0.5-2：0.5-2：5-15。

进一步地，所述步骤3中，将硬质合金基片置于碱溶液中，于35-60℃条件下超声处理3-15min。