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　　申請人：富耐克超硬材料股份有限公司
　　發(fā)明人：李翠

　　摘要：一種聚晶金剛石復合片及其制備方法，該復合片包括圓柱狀的復合片基體和工作端面，所述復合片基體包括硬質合金基層和硬質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。在復合片的外層涂覆多層納米金剛石層，提高了聚晶金剛石復合片的耐磨性，抗沖擊性，韌性，延長了復合片的使用壽命；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合片。

　　主權利要求：1.一種聚晶金剛石復合片，包括圓柱狀的復合片基體和工作端面，所述復合片基體包括硬質合金基層和硬質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.如權利要求1所述的一種聚晶金剛石復合片，其特征在于，所述聚晶金剛石層的側面或復合片基體的側面上均設有多層納米金剛石層。
　　3.如權利要求1或2所述的一種聚晶金剛石復合片，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.如權利要求3所述的一種聚晶金剛石復合片，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合片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： （1）制備復合片基體：所述復合片基體包括硬質合金基層和硬質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或用噴砂機對其表面噴砂后，再經(jīng)表面除油、清洗、烘干后進入鍍膜工序； （3）CVD鍍膜：將經(jīng)過前處理后的復合片基體置于CVD熱絲金剛石設備的基片臺上，在復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合片。
　　6.如權利要求5所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，在對復合片基體的工作端面沉積多層納米金剛石層的同時，對聚晶金剛石層的側面或復合片基體的側面上沉積多層納米金剛石層。
　　7.如權利要求5或6所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，制備復合片基體的具體操作為：將金剛石粉和粘結劑混合，與硬質鋁合金基體在5～5.5GPa、1400～1600℃下燒結3～8min得到硬質合金基層上表面覆蓋有聚晶金剛石層的復合片基體毛坯，將復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合片基體；以體積百分比計，所述金剛石粉為45～90%、粘結劑為10～55%；所述粘結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.如權利要求7所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為位于化學元素周期表中IVB、VIB、IIIA、IVA元素的氮化物中的一種或兩種以上的組合。
　　9.如權利要求8所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為TiN、ZrN、CrN、AlN和SiN中的三種或三種以上的混合物。
　　10.如權利要求5或6或8或9所述的聚晶金剛石復合片的制備方法，其特征在于，CVD鍍膜具體包括以下步驟： a）將復合片基體置于CVD熱絲金剛石設備的基片臺上，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，復合片基體表面形核，同時通入惰性氣體保護，惰性氣體的氣壓0.1～0.5Pa； b）調整熱絲溫度，在復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）重復步驟b）和c）直至鍍膜結束。