聚晶金刚石复合片的磨损规律

通过观察切削花岗岩过程中聚晶金刚石复合片（ＰＤＣ）刀具的磨损过程和磨损形貌，研究ＰＤＣ刀具的磨损规律。研究结果表明：切削花岗岩时，受切削力及其冲击的作用，ＰＤＣ刀具产生近乎平行岩石表面的磨损形式，磨损机理为机械作用引起聚晶金刚石层微观裂纹产生并扩展而导致的金刚石颗粒的微观破碎。     

聚晶金刚石复合片的磨损规律

通过观察切削花岗岩过程中聚晶金刚石复合片(PDC)刀具的磨损过程和磨损形貌,研究PDC刀具的磨损规律。研究结果表明:切削花岗岩时,受切削力及其冲击的作用,PDC刀具产生近乎平行岩石表面的磨损形式,磨损机理为机械作用引起聚晶金刚石层微观裂纹产生并扩展而导致的金刚石颗粒的微观破碎。     

影响聚晶金刚石复合片性能的因素及改进方法

聚晶金刚石复合片作为PDC钻头的切削元件，其质量的好坏直接影响着整个钻头的钻进速率及使用寿命。影响复合片质量和性能的主要因素是金刚石与粘接剂的配比、粘接剂的种类、金刚石的粒度、金刚石／硬质合金界面结构以及烧结工艺等。本文探讨了不同种类粘接剂的优、缺点；介绍了如何通过改变金刚石颗粒的粒度分布提高复合片的耐磨性和抗冲击性能；在金刚石，硬质合金界面处添加碳化物形成元素薄片以及采用金属镀层(如W等)实现界面的冶金结合，从而提高界面的结合强度；采用锯齿形界面并伴随成分梯度过渡、以及采用正弦曲线形界面结构可明显改善复合片的性能。这些方法可为工业上生产优质复合片提供参考。     

复合片耐磨性能检测方法的研究

用Ｘ射线衍射方法、Ｒａｍａｎ光谱法及电镜法对复合片金刚石层进行综合测试，可以找到复合片金刚石层耐磨性能优势的原因及改进方法。     

基于空载率检测的聚晶金刚石复合片电火花线切割加工研究

针对通过传统峰值电压检测伺服跟踪方法进行电火花线切割聚晶金刚石复合片时出现的切割速度低、切割不稳定、表面质量差且易断丝的现象,提出了一种空载率检测系统控制方法。经试验得知,当空载率为10%时,该方法可得到更好的表面质量和加工稳定性,同时获得较高的切割速度,在相同脉冲宽度下切割聚晶金刚石复合片较传统峰值电压检测伺服跟踪方法的速度提升了20%。     

聚晶金刚石复合片脱Co增强性能研究

在制备普通聚晶金刚石复合片（PDC）的基础上,将一次合成的聚晶金刚石进行脱Co处理,再重新组装进行二次合成。新合成PDC的耐磨性、抗冲击性能和耐热性等有很大提高,其平均体积磨耗比达到5.20×106,比普通产品的磨耗比高约40%;金刚石层中Co的减少并未造成其抗冲击性能的下降;耐热性能也大幅度提高。脱Co处理能有效减少金刚石层中的Co含量,并改善其结合剂分布的均匀性,抑制结合剂的局部聚积,最终使金刚石层中D-D键数量明显增多,PDC的耐磨性提高。      

金刚石复合片机械性能的研究

本文主要介绍了金刚石复合片的结构，耐热性，机械性能，影响机械性能的主要因素及提高措施，检测其机械性能的方法，为金刚石复合片的工业应用提供一些参考。     

聚晶金刚石复合片耐磨性能的喷砂检测方法

提出了一种新的检测PCD复合片耐磨性能的方法——喷砂检测法。该方法采用高速直线运动的SiC磨料粒子束,取代传统的SiC砂轮检测方法中的砂轮作为磨损待测样品的手段,用规定时间或单位时间内的样品质量损失来表征其耐磨性能。原理上,只要磨料粒子束的强度足够稳定,该方法就具有相当高的再现性。通过一系列实验,研究了影响检测结果精度的主要参数。通过对比实验证明了该方法的精度明显高于砂轮检测方法。     

聚晶金刚石复合片钎焊基础研究

通过对聚晶金刚石（PCD）复合片的热稳定性研究，总结出其钎焊的安全温度：在空气气氛下，钎焊SYNDITE PCD复合片时，CTB002的钎焊安全温度应低于650℃，CTB010应低于670℃，CTB025应低于720℃。在钎焊安全温度范围内通过四种钎料（编号1^#-4^#）对硬质合金的润湿性试验，优选出PCD复合片与硬质合金之间实施钎焊的最佳钎料为3^#（Ag50％，Cu15．5％，Zn15．5％，Ni＋Co3％，Cd16％），其他钎料对硬质合金的润湿性明显低于3。。另外通过分析硬质合金中不同成分（碳化物WC、TiC、TaC、NbC和粘结剂Co）的钎焊性能，总结出钎焊PCD复合片应选用Co含量高的WC基硬质合金。     

钻探用聚晶金刚石复合片的显微组织及性能

采用上层为细粒度金刚石、下层与硬质合金接触的为粗细度金刚石的分层设计理念,制备钻探用多金刚石层的聚晶金刚石复合片（PDC）,对比不同粒度的单层金刚石PDC与多层金刚石PDC的显微组织与性能的差异。利用超声波扫描、扫描电子显微镜（SEM）表征每种PDC的内部缺陷和表面形貌等,并分别对PDC的耐热性、抗冲击性和耐磨性进行测试。结果表明：多层金刚石PDC的综合性能良好,其表层耐磨,下层更耐冲击,且其具有更加均衡的耐热性、抗冲击性和耐磨性。细粒度金刚石层PDC的耐磨性更高,但耐热性和抗冲击性较低,而粗粒度金刚石层PDC的耐热性和抗冲击性能更好,但耐磨性较差。     

粗颗粒聚晶金刚石复合片显微结构的分析

利用扫描电镜、光学影像仪等分析检测仪器,在不损伤被检样品的物理性能、状态和内部结构的条件下,从聚晶金刚石层与基体的界面结构,微观的均匀性以及金刚石层D—D键的结合情况等方面定性判断PDC性能的优劣。研究发现：金刚石和硬质合金界面结构为非平面连接时,其性能优于传统的平面结合型;PDC材料聚晶金刚石层中金刚石在空间相连形成D-D结合立体网络状结构,这是PDC材料力学性能优异的主要原因,且D—D键越多,复合片性能越好。     

聚晶金刚石复合片(PDC)残余应力的检测方法

本文介绍了三种近期国外检测PDC残余应力的方法：应变片测试法、中子衍射法和带高能同步加速器X射线衍射法。三种方法均能有效检测出PDC的残余应力且各有其特点。应变片测试法比较直观、简单,不过这种方法是破坏性的,而且在材料去除过程中容易引入误差;中子衍射具有较深穿透力,然而较弱的散射使其取样体积不能小于1mm^3;高能同步加速器产生的散射X射线能穿透直径19mm的PDC样品,空间分辨率高,测量体积可精确至0．014mm^3,能详细地呈现出金刚石层、D／WC界面以及WC基体外径部分的二维应变分布情况,但测试易受Co峰的干扰。     

Thermal residual stress of polycrystalline diamond compacts

Thermal residual stresses in polycrystalline diamond compact(PDC)cutter arising from the difference in thermal expansion between the polycrystalline diamond(PCD)and the supporting tungsten carbide substrate after sintering at high pressure and high temperature were investigated using finite element simulation,laboratory tests and theoretical analysis.The obtained results show that although compressive residual stresses exist both in the interface of PCD table and in the most region of PCD table surface, the...     

金刚石-硬质合金复合片的耐磨性测试方法研究

金刚石-硬质合金复合片的耐磨性是一个非常重要的技术指标,但迄今为止国际上尚无统一的PDC耐磨性测试标准。本文在分析我国和乌克兰评价PDC耐磨性方法优缺点的基础上进行了对比性研究,指出乌克兰超硬材料研究所按复合片在实验台上切削岩块的磨损高度和面积来评价的方法,更接近于孔底岩石破碎过程,PDC的几何磨耗量可更全面真实地反映复合片在钻探生产中的工作寿命。同时,讨论了乌克兰方法需要完善的地方。     

含硼聚晶金刚石复合片(B-PDC)的研究

利用国产六面顶压机,在高温高压的条件下,采用黏结剂Co熔渗催化方法合成含硼聚晶金刚石复合片。对加入不同体积分数的含硼金刚石合成的样品进行性能测试,最后对样品的性能测试结果进行讨论分析,并对聚晶金刚石层微观结构做了扫描电镜观察和XRD物相分析。结果表明:样品的抗冲击韧性和耐热性比普通金刚石复合片有显著提高,当添加含硼金刚石微粉体积分数为2a%～3a%时综合性能最好。     

聚晶金刚石电火花超声机械复合加工技术研究

聚晶金刚石具有优良的力、热、化学、声、光、电等性能,在现代工业、国防等领域中得到日益广泛的应用。但是,聚晶金刚石硬度高,耐磨性好,其成型加工非常困难,超声电火花机械复合加工技术是一种有效的加工方法。本研究在分析电火花超声机械复合加工原理的基础上,采用青铜结合剂金刚石砂轮实现了聚晶金刚石的超声电火花机械复合加工。实验分析了超声电火花机械复合加工过程工艺参数与加工效果之间的关系,结果表明,脉宽、脉间、峰值电流、超声振幅、开路电压等参数对复合加工过程工艺结果的影响程度较明显。     

金刚石复合片微观组织结构的研究

采用SEM、EDX和XRD分析手段对一种高温高压合成的金刚石复合片(PDC)进行抛光面和纵切断口的显微形貌、元素能谱成分及物相组成分析研究.结果表明:①在抛光面上:金刚石颗粒连接紧密,黏结剂Co分布均匀呈断续的“网格”结构,其质量分数稍低于纵切断口面.②在纵切断口面上:结合界面处结合紧密,实质是Dia - Co - W...     

多孔含硼金刚石多晶体的制备与结构研究

本文介绍了一种多孔含硼金刚石多晶体的制备方法.以含硼金刚石微粉为原料,Co合金为粘结剂,高温高压烧结制备D-D键合的金刚石多晶烧结体.烧结体经强酸处理,蚀出残余的金属,得到多孔含硼金刚石多晶体.实验结果表明:温度在金刚石-钴共熔温度以上,压力在6.0GPa左右,粒度在W20～W28之间,金属含量在14～16vol%范周内,易于获得D-D键合的多孔金刚石烧结体.保温较短时,金刚石烧结不充分,晶粒结合松散,得到的多孔材料孔径较大,但烧结体强度很低.延长保温时间,烧结充分,致密性增加,但孔径减小.     

聚晶金刚石的应用现状和发展趋势

详细介绍了聚晶金刚石的性能特点,聚晶金刚石在汽车、航空航天、木材加工、电子行业、石油地质钻探、线材模具、玻璃切割和宝石加工行业的应用现状,并对其发展趋势进行了展望。     

金刚石复合片的微观分析研究

本文对一种金刚石复合片抛光面和横断面的组织形貌、微区成分、相组成进行了分析研究.结果表明:抛光面金刚石生长连接明显,其钴含量低于横断面中含量,黏结相断续分布,有被腐蚀的孔穴,物相由金刚石相(fcc)、Co4C相(fee)、α-Ti相(hop)、β-Ti相(bec)组成;横断面上,在0.5 mm厚金刚石层内,钴、钨质量分...