石油钻探用非平面聚晶金刚石复合片的开发

采用国产铰链式六面顶压机,通过高温高压（HPHT）合成工艺及后续加工获得石油钻探用非平面聚晶金刚石复合片,包括三刃齿、四刃齿及五刃齿的,同时考察刃齿与垂直方向夹角对三刃齿、四刃齿及五刃齿复合片性能的影响。实验室检测结果表明:刃齿与垂直方向夹角呈90°的三刃齿、四刃齿及五刃齿与屋脊齿在耐磨性、磨削载荷力及抗疲劳冲击性方面基本保持不变;相较平面齿,屋脊齿90°耐磨性、抗疲劳冲击性分别提高约58.6%、51.8%,磨削载荷力降低41.9%。当三刃齿、四刃齿及五刃齿的刃齿与垂直方向夹角呈99°时,相较于夹角呈90°时,在耐磨性及磨削载荷力保持一致的条件下,屋脊齿99°抗疲劳冲击性平均提高约30%;而相较于平面齿,抗疲劳冲击性平均提高约95.7%。      

聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响

以硬质合金基体及优选的主晶为25μm的金刚石颗粒为原料,在2种工艺下用国产铰链式六面顶压机高温高压制备聚晶金刚石复合片(PDC),研究PDC界面处微观结构对其性能的影响。结果表明：工艺1制备的PDC界面处存在类树枝状枝晶金属池,其是硬质合金中的金属元素向聚晶金刚石层方向迁移形成的,主要元素为C、W、Co;而工艺2制备的PDC中不存在此类现象。工艺1制备的PDC的耐热温度为870℃,抗冲击等级为32,磨口面积为5.860 mm²;工艺2制备的PDC的耐热温度为920℃,抗冲击等级为45,磨口面积为5.166 mm²。工艺2制备的PDC相对于工艺1制备的PDC,其耐热温度、抗冲击性能和耐磨性能分别提高50℃、40.6%和11.8%。     

金刚石微粉整形技术研究

研究了通过自制生产用滚筒式整形球磨机对金刚石微粉的整形效果。针对不同的原料,采用不同的球料比及球磨时间,且在所有钢球的内部配比也不同的情况下进行反复实验调整,整形后最终获得形状近似等积形、块状的微粉,且分级出的同一规格的微粉整体较均匀,基本上无片状或长条状颗粒。     

大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征

利用国产六面顶压机,合成出了直径为51mm的国内最大的聚晶金刚石复合片。超声波微成像分析表明,样品无大批量分层、裂纹、金刚石厚度不均等缺陷。切削试验显示,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。     

金刚石复合齿潜孔钻头的研究与应用

随着采矿工业深部开采量加大,坚硬磨蚀性矿岩增多,对潜孔钻头的寿命和工作效率提出了更高的要求。文章提供了一种新型聚晶金刚石潜孔钻头,实验表明,聚晶金刚石潜孔钻头与传统硬质合金潜孔钻头相比,可大大提升钻头寿命,提高钻头的工作效率,降低消耗,是钻进中硬岩层的理想钻头。     

不同组分CBN-TiC-Al材料对PCBN性能的影响

研究了黏结剂中TiC与Al体积分数的比值变化对聚晶立方氮化硼(PCBN)的烧结行为及相关性能的影响,从而得出较佳的配比方案.选择CBN、TiC及Al粉末按设计方案配、混料,在1×10-3 Pa/850℃真空炉内处理3h后,高温高压下烧结PCBN复合片.通过对PCBN硬度与微观形貌的分析,发现硬度随TiC/A1比例的减小而先增后减,烧结体微观形貌均匀一致,各物相呈相应变化.连续与断续切削实验表明:当TiC∶ Al为1∶1时的S3号刀片具有比较优异的耐磨损及抗冲击性能.对于CBN-TiC-Al烧结体,TiC/A1体积分数比值宜选为1∶1.     

大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征

用国产六面顶压机,合成出直径为51mm的国内最大聚晶金刚石复合片。超声波微成像分析表明,样品无大批量分层、裂纹、金刚石厚度不均等缺陷。切削试验显示,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。     

金刚石化学镀铜及还原处理研究

为改善金刚石和金属基体的润湿性,采用两种不同还原剂的配方在金刚石颗粒上进行化学镀铜,并在氢气气氛中对镀铜膜的金刚石进行还原处理。通过扫描电镜和X射线衍射仪研究了不同还原剂和不同还原温度对镀铜膜的微观形貌和成分的影响。结果表明:采用硼氢化钾比甲醛做还原剂化学镀铜效果好,用硼氢化钾做还原剂镀的铜膜晶粒为纳米微晶结构;在氢气氛中还原温度为300℃时氧化亚铜被还原成铜,在该温度下还原的铜膜表面平整均匀,晶粒无长大现象,对薄膜形貌影响较小;还原的镀铜金刚石呈紫红色,随还原温度的升高其外表由光亮逐渐变的暗淡,铜膜晶粒逐渐长大,薄膜的粗糙度也随之变大。     

金刚石复合铣刨刀头的研究与应用

随着高速公路建设在我国的快速发展,路面的养护和维修工作也随之增多。铣刨刀头作为道路养护的主要工具之一,人们对其寿命和工作效率也提出了更高的要求。研究提供了一种新型聚晶金刚石铣刨刀头,实验表明,聚晶金刚石铣刨刀头与传统硬质合金铣刨刀头相比,大大提升了使用寿命、提高了工作效率并且减少了损耗,是路面养护和维修的理想工具。     

大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征

用国产六面顶压机,合成出直径为51mm的国内最大聚晶金刚石复合片。超声波微成像分析表明,样品无大批量分层、裂纹、金刚石厚度不均等缺陷。切削试验显示,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。