一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法技术

本发明专利技术属于聚晶金刚石复合片加工领域，具体涉及一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法。本发明专利技术的聚晶金刚石复合片表面的加工方法包括以下步骤：去除合成的聚晶金刚石复合片表面的金属杯后，对聚晶金刚石复合片依次进行以下处理：对硬质合金层进行平磨；对聚晶金刚石复合片进行干法化学蚀刻；对聚晶金刚石层进行机械粗研；对硬质合金层进行激光加工；对聚晶金刚石层进行机械精研和机械抛光。本发明专利技术通过化学蚀刻、机械粗研、机械精研、机械抛光等工艺对聚晶金刚石复合片的表面进行处理，减小形变量和表面粗糙度，最终实现提高聚晶金刚石复合片的表面质量，使得复合片具有良好的光泽度、总厚度偏差和弯曲度。厚度偏差和弯曲度。厚度偏差和弯曲度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法


[0001]本专利技术属于聚晶金刚石复合片加工领域，具体涉及一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法。

技术介绍

[0002]聚晶金刚石复合片是一种将金刚石粉末与粘结剂等材料放置在硬质合金衬底上，通过高温高压烧结而成的复合材料，通常作为磨削工具或者刀具使用。在使用过程中，为了避免加工工件表面被聚晶金刚石复合片划伤，以及确保加工过程中产生的碎屑能够被迅速排出，聚晶金刚石复合片的表面通常需要进行抛光处理，以达到镜面的效果。
[0003]一般情况下，聚晶金刚石复合片表面质量的要求为：(1)表面粗糙度Ra≤0.05μm；(2)表面光泽度一致，没有折光面；(3)表面不存在未进行抛光处理的区域；(4)表面不存在光泽不均匀的圆环；(5)表面没有划痕以及污染。(6)金相组织清晰，可以展现出晶粒的结合状态。
[0004]由于聚晶金刚石复合片的特殊用途，对其表面质量的要求较高，但是因为金刚石材料本身具有高硬度、高耐磨性的特点，加工难度较大，加工出的聚晶金刚石复合片的表面质量往往较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法，以解决聚晶金刚石复合片表面质量较低的问题。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术的聚晶金刚石复合片表面的加工方法包括以下步骤：
[0007]去除合成的聚晶金刚石复合片表面的金属杯后，对聚晶金刚石复合片依次进行以下处理：对硬质合金层进行平磨；对聚晶金刚石复合片进行干法化学蚀刻；对聚晶金刚石层进行机械粗研；对硬质合金层进行激光加工；对聚晶金刚石层进行机械精研和机械抛光；所得聚晶金刚石复合片的表面粗糙度≤0.05μm，总厚度偏差≤100μm，弯曲度≤150μm。
[0008]本专利技术的聚晶金刚石复合片表面的加工方法，除去聚晶金刚石复合片表面的金属杯后，对硬质合金层进行平磨处理，初步提高硬质合金层的表面平整度，并降低聚晶金刚石复合片的厚度使其接近使用要求；通过化学干法蚀刻，减少聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层在合成加工过程中因高温高压造成的形变量，提高抛光前聚晶金刚石复合片表面的表面质量，使得聚晶金刚石复合片更容易在精研和抛光后得到高质量的表面。对硬质合金层进行激光加工，替代了传统的机械研磨的加工方式，不仅能够缩短加工时间、提高加工效率，而且避免了机械研磨时施加较高的压力导致的聚晶金刚石复合片变形量增大的问题，保证了硬质合金层较低的粗糙度、良好的平整度；通过机械粗研、机械精研和机械抛光，保证了聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层表面良好的光泽度、较低的粗糙度、总厚度偏差和弯曲度，最终使得聚晶金刚石复合片具有较高的表面质量。
[0009]优选的，机械粗研除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为300
‑
400μm；
机械精研除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为30
‑
40μm；机械抛光除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为10
‑
20μm。
[0010]优选的，机械粗研采用的粗研磨剂中金刚石粉的粒径为30
‑
50μm；机械精研用的精研磨剂中金刚石粉的粒径为8
‑
12μm；机械抛光所用磨料为金刚石砂轮，金刚石砂轮的粒径为3
‑
7μm。先利用粗粒径的金刚石粉完成机械粗研，可以提高处理效率，然后利用细粒径的金刚石完成机械精研和机械抛光，使得聚晶金刚石复合片表面光泽一致、无折光面、无划痕存在，能够满足硬质刀具的表面质量要求。
[0011]优选的，粗研磨剂是水和金刚石粉的混合物，粗研磨剂中金刚石粉的质量份数为40
‑
60％；机械粗研的研磨压力为0.03
‑
0.05Mpa，研磨设备转速为20
‑
30Hz，研磨时间为5
‑
6小时。经过机械粗研，对聚晶金刚石复合片的表面质量进行初步改善，也使得聚晶金刚石复合片的轮廓更接近于成品。
[0012]优选的，精研磨剂为金刚石粉与水的混合物，精研磨剂中金刚石粉的质量分数为50
‑
70％，机械精研的研磨压力为0.01
‑
0.03Mpa，研磨时间为3
‑
4小时，研磨设备的转速为20
‑
30Hz。
[0013]优选的，机械抛光的抛光压力为0.01
‑
0.015Mpa，抛光时间为3
‑
4小时；金刚石砂轮的转速为1000
‑
2000r/min。利用双摇杆摆动偏心夹具进行抛光，能够实现对聚晶金刚石复合片表面的聚晶金刚石层进行全面的抛光处理，使得聚晶金刚石层表面呈现出清晰的金相组织，不存在未抛光到的边缘。
[0014]优选的，干法化学蚀刻采用的气体为卤素气体与惰性气体组成的混合气，干法化学蚀刻的时间为5
‑
10min。利用卤素气体的高活性、强氧化性，与聚晶金刚石复合片的表面进行反应，以达到减少形变量的目的，提高聚晶金刚石复合片的平整度。进一步的，卤素气体选自氯气和/或氟气，混合气中卤素气体所占比例为50％
‑
80％。干法化学蚀刻除去的聚晶金刚石复合片表面的厚度为10
‑
20μm。
[0015]进一步的，平磨的进刀量为8
‑
12μm，削去的硬质合金层厚度为710
‑
1000μm，具体包括以下步骤：将聚晶金刚石复合片粘结在钢板上，利用粒径为240
‑
260μm的金刚石砂轮磨削合金面。
[0016]进一步的，激光加工除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为200
‑
300μm，经过平磨和激光加工，使得聚晶金刚石复合片的尺寸能够满足使用要求。
[0017]优选的，去除金属杯具体包括以下步骤：先利用双端面研磨机对合成的聚晶金刚石复合片的两个端面进行研磨，双端面研磨机转速为15
‑
20Hz，研磨压力为0.05
‑
0.07Mpa，研磨时间为4
‑
5h，然后将聚晶金刚石复合片放在无心磨床上对聚晶金刚石复合片的侧面进行无心磨削，磨削时间为5
‑
10s；除去的聚晶金刚石复合片表面的料层厚度为1
‑
2mm。
[0018]进一步的，上述机械抛光后还可以在聚晶金刚石复合片表片涂覆一层保护层，从而阻止水等污渍对金相的污染腐蚀破坏，使得聚晶金刚石复合片在后续加工及使用过程中保持良好的刃口。
[0019]本专利技术通过研磨、抛光等工艺对聚晶金刚石复合片的表面进行处理，并通过激光加工和干法化学蚀刻处理减小因产生的形变量，最终实现提高聚晶金刚石复合片的表面质量，使得复合片具有良好的光泽度、较低的粗糙度、总厚度偏差和弯曲度。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的聚晶金刚石复合片表面的加工方法的流程图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚晶金刚石复合片表面的加工方法，其特征在于：去除合成的聚晶金刚石复合片表面的金属杯后，对聚晶金刚石复合片依次进行以下处理：对硬质合金层进行平磨；对聚晶金刚石复合片进行干法化学蚀刻；对聚晶金刚石层进行机械粗研；对硬质合金层进行激光加工；对聚晶金刚石层进行机械精研和机械抛光；所得聚晶金刚石复合片的表面粗糙度≤0.05μm，总厚度偏差≤100μm，弯曲度≤150μm。2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片表面的加工方法，其特征在于：所述机械粗研除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为300
‑
400μm；所述机械精研除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为30
‑
40μm；所述机械抛光除去的聚晶金刚石复合片中聚晶金刚石层的厚度为10
‑
20μm。3.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片表面的加工方法，其特征在于：所述机械粗研采用的粗研磨剂中金刚石粉的粒径为30
‑
50μm；所述机械精研采用的精研磨剂中金刚石粉的粒径为8
‑
12μm；所述机械抛光所用金刚石砂轮的粒径为3
‑
7μm。4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合片表面的加工方法，其特征在于：所述粗研磨剂是水和金刚石粉的混合物，所述粗研磨剂中金刚石粉的质量份数为40
‑
60％；所述机械粗研的研磨压力为0.03
‑
0.05Mpa，研磨设备转速为20
‑
30Hz，研磨时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，
申请(专利权)人：富耐克超硬材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：