CN113059161A

CN113059161A - 一种聚晶金刚石复合片及其制备方法

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Publication number: CN113059161A
Application number: CN202110292314.3A
Authority: CN
Inventors: 邹泽宏; 李海燕; 崔静芝; 李长虹
Original assignee: Zhengzhou Yiqi Superhard Material Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Yiqi Superhard Material Co ltd
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2041-03-18
Also published as: CN113059161B

Abstract

本发明涉及超硬材料合成技术领域，提供一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层组成，所述聚晶金刚石工作层的原料为脱气剂和具有一定表面清洁度的金刚石颗粒的混合物；所述金刚石颗粒由金刚石主粒度颗粒和金刚石辅粒度颗粒组成，金刚石主粒度颗粒占金刚石颗粒的重量百分比为70％‑100％。还提供了一种聚晶金刚石复合片的制备方法，具体为：将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，经两段高温高压烧结合成。本发明的聚晶金刚石复合片具有高抗崩刃性、高抗冲击强度、高耐磨性和精加工的表面光洁度，因而具有更高的使用性能和使用寿命。

Description

一种聚晶金刚石复合片及其制备方法

技术领域

本发明涉及超硬材料合成技术领域，特别涉及一种聚晶金刚石复合片及其制备方法。

背景技术

聚晶金刚石复合片的结构一般由聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层组成，目前聚晶金刚石复合片的制备方法主要通过将金刚石颗粒和硬质合金基底层组装后在高温高压条件下烧结合成。聚晶金刚石复合片主要用于钻探钻头和切削刀具等领域。

在钻探行业，对钻头上的聚晶金刚石复合片要求具有比较好的抗冲击强度和耐磨性。在切削刀具行业，对刀具上的聚晶金刚石复合片要求具有较高的切削光洁度和抗崩刃性。但是，在实际生产中，聚晶金刚石复合片的抗冲击强度、耐磨性、切削光洁度、抗崩刃性主要通过调整聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石工作层原料金刚石颗粒的粒径大小来调节，增大金刚石颗粒的粒径，可以提高烧结合成后的聚晶金刚石工作层的耐磨性和抗冲击强度，但是抗崩刃性、切削光洁度会降低；减小金刚石颗粒的粒径，可以提高烧结合成后的聚晶金刚石工作层的抗崩刃性和切削光洁度，但是耐磨性、抗冲击强度会降低。从目前的的聚晶金刚石复合片的实际生产上来看，两者是对立矛盾的，因此，主要根据实际使用场合的应用需求，选择合理粒度的原料金刚石颗粒。例如，在钻探用钻头上使用的聚晶金刚石复合片上的聚晶金刚石工作层的金刚石原料粒度一般为6微米－30微米，常用金刚石粒度为8微米-20微米。金刚石粒度低于8微米，耐磨性差。金刚石粒度高于20微米，抗崩刃性差，使用寿命降低。在切削刀具上使用的聚晶金刚石复合片上的聚晶金刚石工作层的金刚石原料粒度一般为1微米-30微米，用于精加工或超精加工时，选用1微米-5微米左右的原料金刚石颗粒，烧结合成的聚晶金刚石复合片上的聚晶金刚石工作层抗崩刃性好，切削光洁度高，切削粗糙度可达到Ra0.1微米；用于粗加工时，选用10微米-30微米、平均粒径10微米左右的原料金刚石颗粒，得到的聚晶金刚石工作层耐磨性高、抗冲击强度高，但是抗崩刃性差、光洁度低。

但是随着技术的不断进步以及加工环境的复杂性提升，不管是钻探用还是切削刀具用，都对聚晶金刚石复合片的综合性能提出更高的要求。因此，还需要对聚晶金刚石复合片及其制备方法进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层组成，所述聚晶金刚石工作层的原料为具有一定表面清洁度的金刚石颗粒和脱气剂的混合物，聚晶金刚石工作层的原料在室温下气孔率为30％-45％；所述金刚石颗粒由金刚石主粒度颗粒和金刚石辅粒度颗粒组成，所述金刚石主粒度颗粒的粒径为35微米-275微米；所述金刚石辅粒度颗粒的粒径小于等于金刚石主粒度颗粒的1/4粒径，金刚石主粒度颗粒占金刚石颗粒的重量百分比为70％-100％；所述脱气剂为金刚石颗粒重量的0.1％-3.0％；所述硬质合金基底层原料为含钴碳化钨。

优选的，所述脱气剂为金属锆粉、锆铜合金、锆铝合金、锆镍合金、碳化锆、金属钛粉、钛合金、碳化钛的一种或几种。

优选的，所述硬质合金基底层的钴含量为12-16wt％。

优选的，金刚石颗粒的表面清洁度为：金刚石颗粒粒径小于3微米，其表面杂质含量小于55ppm；金刚石颗粒粒径在3微米-40微米，其表面杂质含量小于40ppm；金刚石颗粒粒径在40微米-60微米，其表面杂质含量小于27ppm；金刚石颗粒粒径大于60微米，其表面杂质含量小于15ppm。

一种聚晶金刚石复合片的制备方法，将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，经两段高温高压烧结合成；

第一段高温高压：合成高压为6500-7500MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为3.5-6分钟；

第二段高温高压：合成高压为6500-7500MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为8-16分钟。

优选的，金刚石颗粒按粒度大小分为多个连续的粒度段，金刚石主粒度颗粒选用其中一个粒度段或相邻的两到三个的粒度段的混合，金刚石辅粒度颗粒选用其中一个粒度段或更细的多个粒度段的混合。

优选的，聚晶金刚石工作层的原料和硬质合金基底层置于耐高温金属杯中。

优选的，所述耐高温金属杯材质为钽、钼、铌、锆的其中一种或几种组合。

有益效果：1、采用35微米-275微米金刚石主粒度颗粒作为主要原料，其具有较宽的钴渗透线有利于硬质合金基底层的钴对金刚石工作层的扫越式渗透。聚晶金刚石工作层中大粒径金刚石主粒度颗粒较少的总表面积有利于金刚石晶面间的再结晶金刚石生长。生成的聚晶金刚石工作层结构均匀、内部缺陷少。极大地提高本发明制备的聚晶金刚石复合片产品的抗冲击强度。

2、金刚石颗粒之间大部分生成键键结合的再结晶金刚石，形成一个较为完整的整体金刚石工作层，解决了大粒度聚晶金刚石复合片的抗崩刃性差的问题。

3、本发明的聚晶金刚石复合片中金刚石颗粒在聚晶金刚石工作层的体积比大于96％，聚晶金刚石工作层中的钴金属与聚晶金刚石工作层的体积比小于2％。该结构极大地提高本发明制备的聚晶金刚石复合片产品的耐磨性。

综上所述，本发明的聚晶金刚石复合片具有高抗崩刃性、高抗冲击强度、高耐磨性和精加工的表面光洁度，因而具有更高的使用性能和使用寿命。

附图说明

图1是本发明的聚晶金刚石复合片合成压制前剖面结构示意图。

图2是本发明的聚晶金刚石复合片合成压制中剖面结构示意图。

图3是本发明的聚晶金刚石复合片合成压制后剖面结构示意图。

图4为本发明的聚晶金刚石复合片的结构示意图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明作进一步详细说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图4所示，本发明的一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石工作层10和硬质合金基底层20组成，所述聚晶金刚石工作层的原料为具有一定表面清洁度的金刚石颗粒和脱气剂的混合物，聚晶金刚石工作层的原料在室温下气孔率为30％-45％；所述金刚石颗粒由金刚石主粒度颗粒和金刚石辅粒度颗粒组成，所述金刚石主粒度颗粒的粒径为35微米-275微米；所述金刚石辅粒度颗粒的粒径小于等于金刚石主粒度颗粒的1/4粒径，金刚石主粒度颗粒占金刚石颗粒的重量百分比为70％-100％；所述脱气剂为金刚石颗粒重量的0.1％-3.0％；所述硬质合金基底层原料为含钴碳化钨。

具体的，脱气剂为金属锆粉、锆铜合金、锆铝合金、锆镍合金、碳化锆、金属钛粉、钛合金、碳化钛的一种或几种。

具体的，所述硬质合金基底层的钴含量为12-16wt％。

具体的，聚晶金刚石工作层的原料在室温下空气气孔率为30％-45％。

具体的，金刚石颗粒经过酸处理、高温碱处理、纯净水清洗或超声波清洗等清理工序，使其表面清洁度至少满足以下条件：金刚石颗粒粒径小于3微米，其表面杂质含量小于55ppm；金刚石颗粒粒径在3微米-40微米，其表面杂质含量小于40ppm；金刚石颗粒粒径在40微米-60微米，其表面杂质含量小于27ppm；金刚石颗粒粒径大于60微米，其表面杂质含量小于15ppm。

具体的，金刚石颗粒按如表1所示，按平均粒径大小分为多个粒度段，金刚石主粒度颗粒选用其中一个粒度段或相邻的两到三个的粒度段的混合，金刚石辅粒度颗粒选用其中一个粒度段或更细的多个粒度段的混合。

表1金刚石颗粒的粒度段及每个粒度段平均粒径

具体的，聚晶金刚石工作层的原料和硬质合金基底层置于耐高温金属杯中。

具体的，所述耐高温金属杯材质为钽、钼、铌、锆的其中一种或几种组合。

实施例1

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括70wt％的金刚石主粒度颗粒和30wt％的金刚石辅粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒的粒度段为50/60目，金刚石辅粒度颗粒包括粒度段40-50微米的金刚石颗粒6wt％和粒度段22-36微米的金刚石颗粒24wt％。脱气剂采用0.25％的Ni30Zr70、0.12％的Cu30Zr70、0.55％的ZrC、0.10％Ti的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为3.5分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为8分钟。

实施例2

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括85wt％的金刚石主粒度颗粒和15wt％的金刚石辅粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒的粒度段为80/100目，金刚石辅粒度颗粒包括粒度段8-16微米的金刚石颗粒3wt％和粒度段3-6微米的金刚石颗粒12wt％。脱气剂采用0.18wt％的Ni30Zr70、0.25wt％的Cu30Zr70、0.25wt％的ZrC、0.1wt％的Ti的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为4.5分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为12.5分钟。

实施例3

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括85wt％的金刚石主粒度颗粒和15wt％的金刚石辅粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒的粒度段为170/200目，金刚石辅粒度颗粒包括粒度段8-16微米的金刚石颗粒3wt％和粒度段3-6微米的金刚石颗粒12wt％。脱气剂采用0.17wt％的Cu30Zr70、0.13wt％的Al30Zr70、0.3wt％的TiC的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为5分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为13.5分钟。

实施例4

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括96wt％的金刚石主粒度颗粒和4wt％的金刚石辅粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒的粒度段为40-60微米，金刚石辅粒度颗粒为粒度段3-6微米的金刚石颗粒。脱气剂采用0.12wt％的Cu30Zr70、0.26wt％的Al30Zr70、0.8wt％的TiC的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为6分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为16分钟。

实施例5

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括100wt％的金刚石主粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒的粒度段为80/100目，脱气剂采用0.12wt％的Cu30Zr70、0.26wt％的Al30Zr70、0.8wt％的TiC的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为5.5分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为15分钟。

实施例6

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层，聚晶金刚石工作层的原料包括金刚石颗粒和脱气剂，金刚石颗粒包括100wt％的金刚石主粒度颗粒，其中金刚石主粒度颗粒包括粒度段为80/100目的金刚石颗粒60wt％和100/120目的金刚石颗粒40wt％，脱气剂采用0.12wt％的Cu30Zr70、0.26wt％的Al30Zr70、0.8wt％的TiC的混合物；将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，由耐高温金属杯包裹，进行高温高压合成，第一段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1173.15-1373.15K，合成加热时间为5分钟；

第二段高温高压：合成高压为7000MPa，合成温度1723.15-1823.15K，合成加热时间为15.5分钟。

本申请的工作原理为：申请人在生产和研究中发现，采用粗颗粒的原料金刚石颗粒在烧结合成聚晶金刚石复合片时，其抗崩刃性和切削光洁度随着粒度增大逐渐降低。原料金刚石颗粒粒径越大，金刚石越耐磨，聚晶金刚石工作层抗冲击强度提高。但是加工磨损后脱落的颗粒大，抗崩刃性差，导致聚晶金刚石复合片寿命缩短，切削光洁度低。主要原因为：金刚石颗粒间的键键结合少结合力弱，易使金刚石颗粒脱落。为了提高金刚石颗粒间的键键结合强度，需要使用高度清洁的金刚石原材料和合成环境。要除去金刚石颗粒表面的杂质硅和金属，除去合成环境中的空气。金刚石颗粒表面存在杂质以及金刚石颗粒之间存在空气，在高温高压条件下，由于杂质和空气中氧氮元素的干扰，不利于在高温高压条件下使金刚石表面石墨化，以及会破坏金刚石表面石墨化后的石墨结构，导致再结晶时不能在金刚石颗粒中形成稳定连续的金刚石再结晶。

在本申请中，首先对聚晶金刚石工作层原料、硬质合金基底层、耐高温金属杯进行高清洁度限定，金刚石颗粒微粉磨料需要经过酸处理、高温碱处理、纯净水清洗、超声波清洗等处理方式达到清洁度要求。

具体的，金刚石颗粒微粉磨料的颗粒表面清洁度要求如下。金刚石粒径小于3微米，其表面硅和金属杂质含量小于55ppm。金刚石粒径在3微米-40微米，其表面硅和金属杂质含量小于40ppm。金刚石粒径在40微米-60微米，其表面硅和金属杂质含量小于27ppm。金刚石粒径大于60微米，其表面硅和金属杂质含量小于15ppm。

耐高温金属杯和耐高温金属杯内的聚晶金刚石工作层原料混合料、硬质合金基底层虽然经过高清洁度处理。但是，如前所述，金刚石颗粒表面仍有残余杂质、聚晶金刚石工作层原料混合料中的空隙中有空气，含有氧气和氮气。这些杂质依然影响粗颗粒金刚石颗粒合成聚晶金刚石复合片的性能。

合成前，聚晶金刚石复合片的剖面结构示意图如图1所示。所述聚晶金刚石工作层10原料混合物和硬质合金基底层合金20在金属杯60内。所述金刚石主粒度颗粒30自然堆积，在小于10MP压力下压制后均匀分布。所述金刚石辅粒度颗粒40在金刚石主粒度30表面均匀分布。聚晶金刚石工作层原料混合物中的空隙50中有空气，空隙的体积就是空气的体积。聚晶金刚石复合片合成前的室温下，聚晶金刚石工作层原料混合物中气孔率约为40％。在聚晶金刚石工作层10原料混合物中金刚石主粒度颗粒30、金刚石辅粒度颗粒40晶体及其紧密接触面的吸气剂、硅和金属氧化物杂质、空气均匀分布共存。

聚晶金刚石复合片的制备，由高温高压合成。合成高压为6500-7500MPa，第一阶段合成温度1173.15-1373.15K，合成时间3.5-6分钟；第二阶段合成温度1723.15-1823.15K。合成加热时间8-16分钟。

在第一阶段合成压制中，所述聚晶金刚石工作层10的剖面结构示意图如图2所示。合成中合成腔体压力6500-7500MPa，烧结温度达到1173.15-1373.15K。所述聚晶金刚石工作层原料混合物10的高度压缩约70％，径向几乎未压缩。不规则形状的金刚石主粒度颗粒30晶体开始变形，六八面体的完整晶体的金刚石主粒度颗粒30变形小。金刚石辅粒度颗粒40在金刚石主粒度颗粒30的紧密接触面被压缩变形或压碎变形。聚晶金刚石工作层原料混合物中空隙50被压缩约10倍，其空隙50中的空气被压缩10倍。此时空隙空气的压力约为4MPa。空隙的金刚石晶体低压表面开始石墨化。

金刚石颗粒表面的杂质硅和金属以氧化物形式存在。非金属氧化物氧化硅，金属氧化物氧化钙、氧化铬、氧化铁、氧化镁、氧化锰、氧化钠、氧化镍、氧化铝等会熔入到石墨化层中，不易被钴扫描渗透时带走。

此外金刚石晶体之间的空隙50中的氧气会与石墨化碳反应，生成氧碳化合物，破坏石墨结构。空隙中的氮气减缓石墨的生长，气体压力不利于石墨化。

为了消除氧化物和氧、氮气的不利影响，本发明的聚晶金刚石工作层的原料混合物10中加入一种或多种脱气剂。这些脱气剂是金属锆粉、锆铜合金、锆铝合金、锆镍合金、碳化锆或金属钛粉、钛合金、碳化钛等化合物。它们的比例分别是0.1％-3.0％。

脱气剂的熔点低，熔融的脱气剂化合物在所述第一阶段的温度下会溶解金刚石主粒度颗粒30，金刚石辅粒度颗粒40晶体未受压表面的氧化物。熔融的脱气剂化合物渗透到金刚石主粒度颗粒30、金刚石辅粒度颗粒40晶面缝隙溶解氧化物。清洁金刚石表面。熔融的脱气剂化合物还可以吸收空隙中的氧气和氮气，降低或消除空隙50内气体压力。以上所述，将创造一个高度清洁度的环境，在石墨化过程中，使金刚石晶体表面生产高纯石墨层。

在第二阶段，合成中合成腔体压力6500-7500MPa，烧结温度升到第二阶段的1723.15-1823.15K。硬质合金基底层中的钴对聚晶金刚石工作层原料混合物空隙50进行扫越式渗钴。聚晶金刚石工作层原料混合物的空隙50继续被压缩到17倍以上。金刚石主粒度颗粒30粒径为35微米到粒径275微米时，聚晶金刚石工作层原料混合物的空隙50被压缩17-27倍。聚晶金刚石工作层高度压缩到70％及以下。

在第二阶段，当温度超过1573.15K后，硬质合金基底层中的钴迅速扫越进入聚晶金刚石工作层10的钴渗透线。金刚石主粒度颗粒30之间、金刚石辅粒度颗粒40之间、金刚石主粒度颗粒30之间与金刚石辅粒度颗粒40之间的紧密接触面晶面内的吸气剂、硅和金属氧化物杂质熔于钴液后，硅和金属氧化物杂质溶解于近邻的吸气剂中，清洁金刚石表面。

前沿钴液将熔入氧化物和吸取氧气和氮气的吸气剂带到聚晶金刚石工作层10上表面，形成一层含杂质的金刚石表层70。后续的工序会将含杂质的金刚石表层70和与其相邻的部分聚晶金刚石工作层磨除掉。

钴液填满空隙后，整个聚晶金刚石工作层内的金刚石晶体和钴液压力相同，钴液会渗入到原来紧密接触的金刚石晶面。整个金刚石颗粒晶面在钴的作用下加速石墨化。然后钴液将溶解金刚石表面的石墨。当钴液中石墨过饱和后，在钴的触媒作用下，石墨开始在金刚石30、金刚石40晶面之间生成再结晶金刚石80。合成完成后，聚晶金刚石工作层10中的金刚石主粒度颗粒30、金刚石辅粒度颗粒40的所有晶面之间大部分形成如图3所示的金刚石的键键结合。

本申请采用35微米至275微米的金刚石主粒径，在合成烧结中，可以形成宽的钴渗透线，宽的钴渗透线渗钴的阻力小，渗钴速度快，带走空隙内的吸气剂及其杂质的能力大，从而使金刚石再结晶的石墨纯度高，环境清洁，再结晶金刚石的质量好，再结晶金刚石的数量多，形成的键键结合能力强。从而使得本申请的金刚石复合片具有高抗崩刃性、高抗冲击强度、高耐磨性和精加工的表面光洁度。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石工作层和硬质合金基底层组成，其特征在于：所述聚晶金刚石工作层的原料为脱气剂和具有一定表面清洁度的金刚石颗粒的混合物，聚晶金刚石工作层的原料在室温下气孔率为30％-45％；所述金刚石颗粒由金刚石主粒度颗粒和金刚石辅粒度颗粒组成，所述金刚石主粒度颗粒的粒径为35微米-275微米；所述金刚石辅粒度颗粒的粒径小于等于金刚石主粒度颗粒的1/4粒径，金刚石主粒度颗粒占金刚石颗粒的重量百分比为70％-100％；所述脱气剂为金刚石颗粒重量的0.1％-3.0％；所述硬质合金基底层原料为含钴碳化钨。

2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述脱气剂为金属锆粉、锆铜合金、锆铝合金、锆镍合金、碳化锆、金属钛粉、钛合金、碳化钛的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述硬质合金基底层的钴含量为12-16wt％。

4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：金刚石颗粒的表面清洁度为：金刚石颗粒粒径小于3微米，其表面杂质含量小于55ppm；金刚石颗粒粒径在3微米-40微米，其表面杂质含量小于40ppm；金刚石颗粒粒径在40微米-60微米，其表面杂质含量小于27ppm；金刚石颗粒粒径大于60微米，其表面杂质含量小于15ppm。

5.一种如权利要求1-4任一所述的聚晶金刚石复合片的制备方法，其特征在于：将聚晶金刚石工作层的原料置于硬质合金基底层上，经两段高温高压烧结合成；

6.根据权利要求5所述的聚晶金刚石复合片的制备方法，其特征在于：金刚石颗粒按平均粒径大小分为多个粒度段，金刚石主粒度颗粒选用其中一个粒度段或相邻的两到三个的粒度段的混合，金刚石辅粒度颗粒选用其中一个粒度段或更细的多个粒度段的混合。

7.根据权利要求6所述的聚晶金刚石复合片的制备方法，其特征在于：聚晶金刚石工作层的原料和硬质合金基底层在烧结合成时置于耐高温金属杯中。

8.根据权利要求7所述的聚晶金刚石复合片的制备方法，其特征在于：所述耐高温金属杯材质为钽、钼、铌、锆的其中一种或几种组合。