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金剛石復合片的性能

發布時間:2014-03-17 20:58:00
    金剛石復合片之所以應用如此廣泛,主要是因為其具有其他材料無與倫比的優越的性能。  
    (1)高的硬度和耐磨性(磨耗比)。復合片的硬度高達10 000 HV左右,是目前世界上人造物質中最硬的材料,比硬質合金及工程陶瓷的硬度高得多。由于硬度極高,并且各向同性,因而具有極佳的耐磨性。一般通過磨耗比來反映復合片的耐磨性,在20世紀80~90年代中期,復合片磨耗比為4~6萬(國外為8~12萬); 20世紀90年代中期至現在,復合片的磨耗比為8~30萬(國外10~50萬)。  
    (2)熱穩定性。復合片的熱穩定性確定了其使用范圍,復合片的熱穩定性[2]即為耐熱性,與其強度和磨耗比一樣,是衡量PDC質量的重要性能指標之一。耐熱穩定性是指在大氣環境(有氧氣存在)下加熱到一定的溫度,冷卻以后聚晶層化學性能的穩定性(金剛石墨化的程度)、宏觀力學性能的變化和對復合層界面結合牢固程度的影響。熱穩定性的變化在750℃燒結以后,國內部分廠家產品表現為磨耗比上升5% ~20%,抗沖擊韌性變化不大,部分廠家產品磨耗比下降,抗沖擊性能下降,這與各個單位所采用的配方和工藝不同有關,國外復合片的磨耗比和抗沖擊韌性燒結前后變化不大。
    (3)抗沖擊韌性。PDC作為切削工具,被廣泛地應用于油氣鉆井作業中。在鉆井過程中,由于軸向力和水平切削力的聯合作用、鉆具與孔壁的摩擦、鉆桿柱的彎曲、孔底不平及殘留巖粉、鉆機振動等因素的影響,使得鉆頭上的PDC受到極大的沖擊力。PDC抗沖擊性能反映了復合片的韌性和粘結強度,是一綜合性指標,也是決定其使用效果好壞的關鍵所在。在20世紀80~90年代中期,復合片的抗沖擊韌性為100~200 J(國外為200~300 J); 20世紀90年代中期至現在,抗沖擊韌性為200~400 J(國外大于400 J)。 
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