[发明专利]一种表面增强的聚晶金刚石复合片及其制备方法

权利要求书

1.一种表面增强的聚晶金刚石复合片，包括CVD多晶金刚石膜、聚晶金刚石层和碳化钨-钴硬质合金层，CVD多晶金刚石膜烧结在聚晶金刚石层上，聚晶金刚石层烧结在碳化钨-钴硬质合金层上，其特征在于，所述的CVD多晶金刚石膜是在压力≥5.5GP、温度≥1400℃的条件下和聚晶金刚石层原料烧结在一起的，烧结前CVD多晶金刚石膜片表面利用激光雕刻预制纹路，所述的预制纹路由2~4个等宽的同心圆环与3~8条等夹角的径向线段组成的扇状图形构成，纹路宽100~1000μm，深为膜厚的20%～80%；膜片上激光预制纹路在烧结时产生裂隙，裂隙由流体聚晶填充，聚晶金刚石层与CVD多晶金刚石膜之间由牢固的D-D键连接。

2.根据权利要求1所述的一种表面增强的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述的聚晶金刚石层和碳化钨-钴硬质合金层的厚度分别为2mm和11mm。

3.一种如权利要求1所述表面增强的聚晶金刚石复合片的制备方法，包括以下步骤：

（1）选取表面均匀完整的CVD多晶金刚石膜一片和碳化钨-钴硬质合金圆柱坯料一个；

（2）将CVD多晶金刚石膜放置在激光切割机样品台上，用激光将CVD多晶金刚石膜切割成与碳化钨-钴硬质合金圆柱坯料直径相同的圆片，随后在其表面进行图案预制，用激光按照所预制的图案进行扫描雕刻；预制的图案由2~4个等宽的同心圆环与3~8条等夹角的径向线段组成的扇状图形构成，激光预制图案纹路宽100~1000μm，深为膜厚的20%～80%；

（3）依次将步骤（2）所述的CVD多晶金刚石膜和晶粒粒度≤50μm的金刚石微粉装入到耐高温、耐高压的金属圆杯中，膜片纹路面朝下，在混合的微粉上层放置碳化钨-钴硬质合金圆柱坯料，并将整体压实成型；

（4）将压实成型的CVD多晶金刚石膜、金刚石微粉和碳化钨-钴硬质合金连同所述的金属圆杯一起放入碳加热管中，将碳加热管放入叶腊石块中，将叶腊石块放入高温高压设备中，升压至5.5GPa以上，升温至1400℃以上并保持压力和温度300～1000秒；

（5）停止加热，降低压力，设备温度达到室温，压力降到标准大气压；从高温高压设备中取出叶腊石块，去除烧结体外部的叶腊石块、碳加热管和金属圆杯，得到表面增强的聚晶金刚石复合片。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的CVD多晶金刚石膜厚度为100μm~1500μm，晶粒大小为1μm~100μm。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，升压至压力大于6.5GPa，升温至1450℃～1600℃；保持压力和温度450～650秒。