1.6 PDC性能的檢測方法與影響因素

根據(jù)鉆探用PDC 的使用要求，目前耐磨性、耐熱性和抗沖擊性是衡量PDC 性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。許多國內(nèi)外的學(xué)者對影響聚晶金剛石復(fù)合體性能的因素進(jìn) 行了大量的研究[23261:如襯底與復(fù)合界面的研究、原材料的選擇、添加劑的種類、金剛石表面石墨化、結(jié)構(gòu)細(xì)化以及燒結(jié)工藝等方面。

1.6.1 耐熱性

PDC 的耐熱性是指復(fù)合體在受熱后組織與性能不發(fā)生變化或變化極小時(shí)所 能承受的高溫度及相應(yīng)的時(shí)間。熱處理的溫度越高，經(jīng)受的時(shí)間就越短。耐熱
性實(shí)質(zhì)上是一系列的溫度與時(shí)間的組合。

1.6.1.1 耐熱性的檢測
耐熱性的檢測方法有兩種； 一種是通過金相、SEM 、X 射線衍射等手段觀察 PDC 的多晶金剛石層熱處理前后的微觀組織、多晶金剛石層與硬質(zhì)合金層界面 的結(jié)合狀況以及物相變化來確定。溫度超過 PDC 的耐熱極，金剛石層表面 會發(fā)生明顯氧化、出現(xiàn)微裂紋，甚至開始石墨化。隨著熱處理時(shí)間的延長，石墨 化加劇，由于金剛石向石墨化轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹約50%,由此產(chǎn)生的應(yīng)力將導(dǎo)致 PDC 出現(xiàn)開裂和分層。采用儀器觀察的方法來確定PDC 的耐熱性極限雖然麻煩，但比較準(zhǔn)確。第二種方法是通過測量 PDC 的多晶金剛石層熱處理前后耐磨性的
變化來確定，過熱的 PDC 輕者耐磨性下降，重者則產(chǎn)生裂紋和碳化，耐磨性完 全喪失。此外還可以用差熱分析儀來測定 PDC 的初始氧化溫度，以此來評價(jià)PDC
的抗氧化性和抗石墨化性能。
De Beers公司工業(yè)金剛石部對他們的 PDC 產(chǎn)品 Syndite 與 Syndrill 作熱穩(wěn)定 性試驗(yàn)采取的方法是把熱處理前后的 PDC 分別制成車刀，進(jìn)行車削試驗(yàn)，通過 車削工件后 PDC 的磨損面大小來比較其耐磨性能，以熱處理后耐磨性能不下降 的熱處理溫度與時(shí)間作為耐熱極限。為確保 PDC 性能不下降，把極限耐熱溫度 再下降50°C 標(biāo)定為安全工作區(qū)。De Beers公司指出：如果制造 PDC 工具時(shí)采取 一分鐘時(shí)間焊接工藝，那么對于 Syndite 和 Syndrill超過775°C 的溫度都是不可 取的127。另據(jù)GE 公司的介紹，制造 Compax 刀具或 Stratpax 鉆頭時(shí)，其焊接溫 度不宜超過700°℃,超過此溫度會使其耐磨性下降，或產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋、PCD 層與硬質(zhì)合金層分離。因此上述 PDC 工具在制造時(shí)通常采用高頻感應(yīng)加熱，低
溫釬焊技術(shù)，使用熔點(diǎn)低于700℃的銀焊料，焊接時(shí)間不超過一分鐘。

1.6.1.2 影響耐熱性能的因素及其改善方法
趙云良等人認(rèn)為28影響PDC的熱穩(wěn)定性的主要因素是高溫下金剛石的石墨 化，其次是氧化。石墨化和氧化的速度與 PDC 金剛石層的組分、加熱溫度、加 熱時(shí)間及加熱氣氛有關(guān)。PDC 中的鈷在高溫下能融蝕金剛石表面形成鈷的碳化 物，并加速金剛石的石墨化。人造金剛石在空氣中的起始氧化溫度只有690°C 左右。在空氣中加熱時(shí)，金剛石會出現(xiàn)石墨化并伴隨著氧化的過程，但多晶金剛 石層中絕大部分金剛石晶體沒有暴露在空氣中，所以氧化不是影響其性能下降的 主要原因，在保護(hù)氣氛中加熱 PDC 只能稍微防止其性能下降。歸根到底，金剛 石石墨化才是使PDC 熱穩(wěn)定性下降的主要原因。
實(shí)現(xiàn)金剛石顆粒之間的鍵合是提高PDC 性能的關(guān)鍵。目前的方法是：1)在 金剛石原料中加入石墨；2)對金剛石初始原料進(jìn)行石墨化處理。然而實(shí)踐證明， 在原料中添加石墨粉，燒結(jié)后的 PDC 金剛石層難免夾雜石墨，從而影響復(fù)合體 的耐磨性。在燒結(jié)過程中應(yīng)有效的控制金剛石表面石墨化，利用石墨的溶解度與 金剛石的溶解度之差，來使石墨不斷溶解于鈷液中，并不斷地以金剛石的方式再 結(jié)品生長，以此推動(dòng)鈷液向金剛石層方向擴(kuò)散遷移并掃越整個(gè)金剛石層使粉料完 成燒結(jié)從而獲得均勻致密的PDC。
關(guān)于金剛石原料的石墨化，日本有學(xué)者認(rèn)為金剛石初始原料進(jìn)行石墨化處 理對改善 PDC 的性能是必要的。我國人工晶體研究所的研究人員也提出了可采 用金剛石初始原料進(jìn)行石墨化處理l29), 這樣有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)均勻活
化金剛石表面有利于金剛石顆粒之間的均勻粘結(jié)，從而在金剛石顆粒之間形成


D-D結(jié)合；(2)在高壓條件下有利于金剛石顆粒密集排列，實(shí)現(xiàn)致密化；(3)有 利于保護(hù)金剛石顆粒的完整性，避免高壓破損；(4)可縮短燒結(jié)時(shí)間；(5)在燒
結(jié)過程中有利于助燒結(jié)劑(如鈷)在金剛石顆粒間的擴(kuò)散遷移。
在燒結(jié)過程中金剛石表面的石墨化，對完成燒結(jié)過程具有重要的作用，然 而有許多學(xué)者對此的認(rèn)識卻意見不—[30-33]。有學(xué)者認(rèn)為通過使作為原料的金剛石 顆粒表面石墨化，然后再使石墨化的金剛石表面轉(zhuǎn)變成金剛石，使金剛石顆粒結(jié) 合起來是很難做到的。因?yàn)槭男纬墒墙饎偸兂蔁o定形碳以后再結(jié)晶成石墨 或溶解在金屬中的碳再結(jié)晶出來的結(jié)果，而不是由金剛石直接轉(zhuǎn)變成石墨的。還 有可能是雜質(zhì)金屬與金剛石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金剛石發(fā)生了非金剛石化，出現(xiàn)了 無序化的碳。即使用高溫的方法讓金剛石表面石墨化，在石墨化發(fā)生之前金剛石 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就已經(jīng)受到了破壞。國外有學(xué)者認(rèn)為燒結(jié)過程中金剛石表面石墨化發(fā) 生在催化金屬熔化之前，由于此時(shí)高壓腔體中的晶粒不是均勻受壓，處于晶粒間 隙處的自由表面并未受到壓力的作用，處于碳平衡相圖的石墨穩(wěn)定區(qū)，從而導(dǎo)致
石墨化。
用鈷液擴(kuò)散浸漬法合成 PDC 材料時(shí)，金剛石層的鈷含量一般占體積的10 %左右，由于該材料的聚晶金剛石層殘留金屬鈷，高溫時(shí)在聚晶金剛石的界面上 易使金剛石石墨化，同時(shí)由于金剛石與鈷的熱膨脹系數(shù)相差很大(分別為 1.18×10? °C和12.2×10 C), 因而在聚晶金剛石的界面處會產(chǎn)生熱應(yīng)力。因此 這類PDC材料有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)，即熱穩(wěn)定性差。H.P.Bovenkerk 提出了用酸 浴法處理復(fù)合體，提高 Compax 熱穩(wěn)定性的方法，即用加熱的王水長期(如五 天)浸泡 PDC, 可把其金剛石層中99.5%以上的鈷溶解掉，留下交錯(cuò)生長搭接的
金剛石骨架(圖1-8),用這種方法處理的復(fù)合體的耐熱溫度可以達(dá)到1150°C,



圖1-8 酸浴法去鈷后的 PDC 金剛石層表面

產(chǎn)品主要用于制造石油、天然氣或地質(zhì)鉆井鉆頭。但這種方法在除去了金屬相的


同時(shí)也形成了孔隙，PDC 層的強(qiáng)度會有一定程度的下降。據(jù)文獻(xiàn)13S報(bào)道，酸溶 蝕后PDC 的抗壓強(qiáng)度下降了10%,橫向斷裂強(qiáng)度 (TRS) 則降低了20%。同時(shí) 孔隙的形成增加了PDC 層中金剛石與空氣的接觸面積，增加了PDC 層氧化的機(jī) 會，特別是在高溫下更容易氧化。另外，金屬相被除去后，PDC 層的導(dǎo)電性減
小，用放電方法難于加工的缺點(diǎn)也就表現(xiàn)出來了。
為解決上述問題， P.D.Gigl 提出在酸溶蝕后的金剛石層表面鍍一薄層(如 10微米)金屬(如 Ti 或 Ni)136), 則金剛石的氧化速度會因空氣的隔離而大減， 甚至比大顆粒單晶更難氧化。還有學(xué)者在高壓下用硅合金來浸漬已通過酸浴法去 除了鈷的PDCl37I, 這種方法可有效防止空氣進(jìn)入PDC 金剛石層內(nèi)的孔隙，不但 提高了 PDC 的熱穩(wěn)定性，強(qiáng)度也有明顯增加。不過該方法需利用壓設(shè)備二 次加壓，成本很高。


1.6.2 耐磨性

耐磨性是指PDC 的多晶金剛石層在切削、鉆井、修正砂輪等過程中抗磨損 的能力。金剛石復(fù)合片的耐磨性是衡量其質(zhì)量水平的一個(gè)重要指標(biāo)，作為新型的 超硬材料制品，經(jīng)過多年的研究與生產(chǎn)，PDC 的質(zhì)量水平不斷提高，磨耗比也 越來越高。因此，如何準(zhǔn)確的測定其磨耗比就成了各 PDC 生產(chǎn)廠家和用戶的一 個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題。

1.6.2.1 國內(nèi)外 PDC 耐磨性的測試方法簡介
耐磨性是衡量 PDC 質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，但迄今為止國際上也沒有制定統(tǒng) 一的測試標(biāo)準(zhǔn)，幾個(gè)主要生產(chǎn)PDC 的生產(chǎn)國均有其自己的測試方法。美國的 GE 公司所采用的方法是用 PDC 來車削一種結(jié)構(gòu)均勻的花崗巖(Barre Granite)棒 (①254mm), 切削速度為180m/min, 切深1mm 給進(jìn)0.28mm/rev。車削時(shí)用測力 計(jì)測PDC 的受力大小(圖1-9)。車削一定數(shù)量的花崗巖后，觀察PDC 的磨損量。 磨損量是用投影顯微鏡測量被磨損部位的長寬尺寸，然后通過計(jì)算機(jī)算出其體 積，進(jìn)行比較。英國De Beers 公司的測試方法與 GE 公司的類似。
前蘇聯(lián)對PDC 耐磨性的測試是用 PDC 來刨削地區(qū)采來的石英砂巖。石 英砂巖來自頓涅茨地區(qū)托列茲露采廠，尺寸為500×300×250mm 。PDC 固定在牛 頭刨床的刀夾上，測試時(shí)，切削速度為0.55m/s, 切深0.5mm, 橫向給進(jìn)2.8m/ 行程，每片PDC 樣品檢測的切削長度為50±1m 。PDC 的磨耗值為其金剛石層磨 損面中心部分的線高度(用工具顯微鏡測量，誤差為±0.03mm)l38]。
近，韓國報(bào)道了一種測試PDC 耐磨性的方法，即選用ISD-1600 的50/40



圖1-9車削法測試PDC 耐磨性

金剛石6克拉，將PDC復(fù)合片置于容器中以150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速，互磨4小時(shí)，然后稱
量PDC的重量損失[391(圖1-10)。
目前還有一種測試方法，主要是通過XRD 、Raman 光譜及SEM 等對PDC進(jìn) 行綜合測試，這幾種方法綜合使用不僅可對PDC金剛石層的耐磨性能做出準(zhǔn)確的 判斷，還能給出造成PDC金剛石層耐磨性差異的原因進(jìn)而提出改進(jìn)方法，這種方
法主要被研究機(jī)構(gòu)采用。


圖1-10 金剛石研磨法測試 PDC耐磨性

我國于1983年頒布了“JB3235-83 金剛石燒結(jié)體(聚晶金剛石)的檢測標(biāo) 準(zhǔn)”,該標(biāo)準(zhǔn)所采用的儀器由桂林金剛石廠陳朝華、彭為云等研制，鄭州磨料所 汪榮華、黃祥芬，桂林金剛石廠方嘯虎等進(jìn)行測試方法和標(biāo)準(zhǔn)的研究。目前國內(nèi) PDC 生產(chǎn)廠家仍普遍使用這一測定方法。該檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定140)用PDC 的邊棱來修 整TL80*Z?AP100×16×20mmSiC 砂輪(見圖1-9),當(dāng)砂輪的磨耗量超過25g,PDC
磨耗量不低于0.2mg 時(shí)，測定 SiC 砂輪與PDC 的失重的比值，此即磨耗比。



1-磨耗比標(biāo)準(zhǔn)砂輪；2-PDC試樣；3-水冷夾具；4-固緊夾座；5-被動(dòng)缸活塞； 6-負(fù)荷；1-負(fù)荷托盤；8-主動(dòng)缸活塞；9-塑料油管；10-擺動(dòng)工作臺
圖1-11 磨耗比測定儀原理示意圖

1.6.2.2影響PDC 耐磨性的主要因素
影響 PDC 耐磨性的主要因素有以下幾個(gè)方面：
(1)耐磨性的高低與 PDC 的合成溫度、壓力、燒結(jié)時(shí)間有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明： 在較短的時(shí)間內(nèi)，燒結(jié)溫度略高時(shí)對燒結(jié)有利。這樣能促使助燒結(jié)劑迅速熔化、 擴(kuò)散與金剛石發(fā)生反應(yīng)。燒結(jié)溫度偏低時(shí)，助燒結(jié)劑未能全部熔化，部分以顆粒 甚至以團(tuán)狀存在，從而導(dǎo)致 PDC 耐磨性低。如果燒結(jié)時(shí)間過長，金剛石石墨化 趨于嚴(yán)重， PDC 耐磨性急劇下降，且金剛石晶粒有長大的趨勢，強(qiáng)度受到破壞； 同理，燒結(jié)時(shí)間過短，助燒結(jié)劑沒有充分?jǐn)U散，PDC 耐磨性及強(qiáng)度都很低。另
外，提高合成壓力，有利于提高PDC 的致密性，進(jìn)而提高其耐磨性。
(2)在相同的制造工藝下 PDC 耐磨性取決于所用金剛石原料的粒度與晶 形。 一般來說，采用Ⅱ型金剛石破碎的微粉合成的 PDC, 其耐磨性明顯優(yōu)于用 I型金剛石破碎的微粉制得的PDC; 研究表明，PDC 耐磨性隨金剛石微粉粒度的 增加而增加，但其橫向斷裂強(qiáng)度 (TRS) 則隨金剛石粒度的減小而提高。因此，
合成 PDC 所用金剛石的粒度應(yīng)根據(jù)加工對象和使用環(huán)境來選擇。
(3)PDC 耐磨性與助燒結(jié)劑的含量有關(guān)。對于燒結(jié)完好的 PDC, 其耐磨 性與PDC 金剛石層中所含金剛石的體積成正比。細(xì)粒度金剛石由于比表面積大， 通常需要較多的助燒結(jié)劑才能完全燒結(jié)，這使得金剛石體積濃度不可能很高，耐 磨性因此較低；采用粗粒度的金剛石合成的 PDC 由于助燒結(jié)劑含量低而顯得更
耐磨。

1.6.3 耐沖擊性


耐沖擊性是 PDC 承受沖擊載荷的能力，其主要體現(xiàn)為在沖擊作用力下多晶金剛石層中金剛石顆粒不剝落，金剛石層不產(chǎn)生裂紋、崩刃，PDC 不分層。

1.6.3.1 耐沖擊性能的檢測
PDC 作為切削工具，被廣泛應(yīng)用于油氣鉆井作業(yè)中，在鉆進(jìn)時(shí)由于軸向力 和水平切削力的聯(lián)合作用、鉆具與孔壁的摩擦、鉆桿柱的彎曲、孔底不平、殘留 巖粉、鉆機(jī)震動(dòng)等因素的影響，使得鉆頭上的PDC 受到?jīng)_擊。PDC 抗沖擊性 能反映了產(chǎn)品的韌性和結(jié)合強(qiáng)度，是一項(xiàng)綜合指標(biāo)，也是決定其使用效果好壞的關(guān)鍵所在。因此，對PDC 進(jìn)行抗沖擊性能測試具有非常重要的實(shí)際意義。
國內(nèi)外許多超硬材料生產(chǎn)和科研單位在尋找合適的 P D C 抗沖擊性能測試 方法方面做了大量工作。到目前為止， PDC 抗沖擊性能測試方法主要有高速運(yùn) 動(dòng)顆粒沖蝕法、落錘沖擊法、PDC 車削帶槽花崗巖棒旋轉(zhuǎn)撞擊法以及趙爾信等 人研究的可變換沖擊功落球式?jīng)_擊法等]。
(1)高速運(yùn)動(dòng)顆粒沖蝕法
美國 GE 公司采用該方法測定其產(chǎn)品的抗沖擊性能。其基本原理是用硅粉 或玻璃粉作為拋射材料，利用電容放電原理使這些粒子獲得動(dòng)能，形成高速粒子 流，沖擊被測試的試樣表面，使其產(chǎn)生侵蝕破壞，測得試樣受沖擊前后的質(zhì)量損 失，根據(jù)試驗(yàn)所采用噴射物質(zhì)的種類、粒子流的速度及質(zhì)量損失比作出曲線作為 其抗沖擊性能的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。該測試系統(tǒng)由高能電容器組、發(fā)射裝置、高速分幅測
速相機(jī)及拋射體組成，對設(shè)備的要求較高，不易推廣應(yīng)用。
(2)落錘沖擊法
目前廣泛采用的 PDC 耐沖擊性測試是單齒落錘沖擊試驗(yàn)，分為大功率落錘 和小功率落錘兩種。大功率落錘的錘重可達(dá)3.5kg, 大沖擊高度3m, 單次沖擊 功可在58.8-103焦耳范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。美國合成金剛石公司 (Synthetic diamond Co) 采用的大功率落錘沖擊儀[42]如圖1-12所示。
吉林大學(xué)張祖培等人[43]近年研制成功的 “DFZY 型落錘式?jīng)_擊功測定儀”屬 于小功率落錘，大沖擊功為2焦耳。目前在國內(nèi)一些PDC 生產(chǎn)與應(yīng)用單位也 得到采用。這種儀器利用大功率電磁線圈把沖錘吸起，繼電器關(guān)閉停電，沖錘靠 自重下落產(chǎn)生沖擊能量。PDC 承受一定沖擊次數(shù)后會出現(xiàn)崩缺。調(diào)整定位螺桿 和橫梁高度可調(diào)節(jié)沖錘行程和沖擊功大小。該儀器控制部分可顯示沖擊次數(shù)，能
打印輸出測試結(jié)果，使用起來比較方便。
(3)PDC 車削帶槽花崗巖棒旋轉(zhuǎn)撞擊法
將PDC 制成車刀，以一定的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給力橫切帶槽花崗巖棒，以車刀發(fā)生





Strike
plate


Impact velocity
~3 m/sec
PDC test
sample




圖1-12 落錘式?jīng)_擊測試法

崩刃、分層或破碎時(shí)所經(jīng)受的沖擊次數(shù)作為其抗沖擊性能的指標(biāo)。其測試原理如
圖1-13所示。


圖1-13 車刀撞擊法原理示意圖

這是一種疲勞沖擊測試方法，雖很好地模擬了PDC 的實(shí)際工作情況，但由 于很難找到各項(xiàng)性能指標(biāo)完全相同的花崗巖棒，測試結(jié)果可比性較小。另外，測
試時(shí)還將PDC 焊接在刀架上。
英國 De beers 公司采用硅鋁合金做材料，制成圓形工件，工件上每隔180 度有一個(gè)V 形槽，測試時(shí)采用100mm/min的切削速度，單次切削深度為1mm. 以 試樣失效時(shí)所經(jīng)過V 形槽的次數(shù)作為測試指標(biāo)來比較PDC 的抗沖擊性能和粘結(jié)
質(zhì)量。
(4)可變換沖擊功落球式?jīng)_擊法
該方法是北京探礦工程研究所趙爾信等人研究出來的，在國內(nèi)得到了一定
程度的應(yīng)用，其原理是將鋼球在一定高度自由落下，鋼球的勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能(沖 擊功),利用該能量沖擊試樣進(jìn)行測試。適用于測定各種金剛石聚晶和 PDC 的沖 擊韌性。測試時(shí)，使沖球逐次沖砸 PDC 的邊緣部分，以試樣表面出現(xiàn)可見裂紋 或產(chǎn)生破碎時(shí)，得到的沖擊功值作為衡量其抗沖擊性能的定量指標(biāo)，用沖擊功表
示，單位為焦耳。
此種方法在原理上是完全可行的，且操作簡便，測試誤差也能滿足要求(< 5%),對于聚晶金剛石的沖擊性能測定來說是一種比較理想的測試方法，但由于
單次沖擊功太小(0.3焦耳),測試 PDC 的沖擊性能不太合適。

1.6.3.2 耐沖擊性能的分析
耐沖擊性的高低與硬質(zhì)合金的鈷含量、金剛石層厚、金剛石顆粒自身的結(jié) 合情況、金剛石層與硬質(zhì)合金基體界面形狀以及燒結(jié)工藝等許多因素有關(guān)。危害 性大的是分層。PDC 分層的主要原因有：1、燒結(jié)溫度、壓力不合適，使金剛 石偏離了其熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)，金剛石產(chǎn)生了石墨化現(xiàn)象，降低了多晶金剛石層與硬 質(zhì)合金層界面的結(jié)合強(qiáng)度；2、燒結(jié) PDC 用的壓設(shè)備卸壓不同步。
硬質(zhì)合金作為基底材料既有很好的韌性和一定的硬度，同時(shí)又具有可焊接 性，但仍然存在一些問題。PDC 在制造過程中要經(jīng)受很高的溫度，由于硬質(zhì)合 金的熱膨脹系數(shù)比金剛石大得多，因此，在結(jié)合界面將產(chǎn)生失配熱應(yīng)力，這種界 面失配熱應(yīng)力的存在可能在多晶金剛石層與硬質(zhì)合金層的界面形成裂隙，嚴(yán)重時(shí) 會產(chǎn)生分層脫落。
據(jù)統(tǒng)計(jì)分析： PDC 鉆頭在應(yīng)用中被損壞，33%是由于金剛石層與硬質(zhì)合金 基體分層44|。因此，界面粘結(jié)的牢固程度是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題。國內(nèi)外很多研 究者在這個(gè)問題上做了許多工作，其中就有通過改變界面形態(tài)來提高結(jié)合強(qiáng)度的 方法，金剛石層和基體的界面可以做成各種不同形狀4。如 Flood?0) 介紹的一種 PDC 界面是鋸齒形的，這種連接方式增加了PDC 的抗沖擊性能和抗剪切能力， 相應(yīng)提高了復(fù)合體的質(zhì)量。但是由于硬質(zhì)合金與金剛石的膨脹系數(shù)及彈性模量的 差異，在溝槽或突起處金剛石和硬質(zhì)合金接觸的地方，受熱時(shí)容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力 集中，較好的解決方法就是減少常近界面的硬質(zhì)合金中鈷的含量。Johnson?7 對 此所作的改進(jìn)是將基體的鋸齒處作為粘結(jié)劑的鈷含量控制在3-9wt% 左右，而基 體內(nèi)部的鈷的平均含量為10-16wt%, 這樣做的目的是盡量使金剛石層和基體的 膨脹系數(shù)趨于一致，以降低鋸齒處的殘余應(yīng)力。此外還有正弦曲面狀的界面 、溝槽狀界而等許多形式。試驗(yàn)和現(xiàn)場的應(yīng)用情況都證明了這種非平面界
面復(fù)合片的沖擊韌性和抗剪切能力都有了較大的提高。
美國的 D.R.Hall?0 提出了一種改進(jìn)方法來增強(qiáng)界面結(jié)合。它是在金剛石層
和硬質(zhì)合金之間增加一層含碳化物的金剛石過渡層，該過渡層與硬質(zhì)合金基體的 熱膨脹系數(shù)更為接近，使界面應(yīng)力減小。其次，使基體到 PCD 層不會出現(xiàn)鈷濃
度變化很大的區(qū)域，從而使應(yīng)力集中小化。
葉玉屏(51)等人提出了帶保護(hù)層的PDC。這種復(fù)合體(如圖1-14)由保護(hù)層、


圖1-14 帶保護(hù)層的 PDC

多晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體組成，保護(hù)層厚度為0.2--0.3mm。據(jù)稱該復(fù)合體的 抗沖擊和耐磨性能比普通復(fù)合體分別提高80%和20%。用于鉆頭上在7級破碎 地層中鉆進(jìn)時(shí)平均進(jìn)尺比普通 PDC 鉆頭提高一倍以上。

成立于2000年，總部位于深圳，是一家從事超硬復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。
海明潤主營產(chǎn)品為石油天然氣鉆探用金剛石復(fù)合片、精密加工用刀具材料、礦山鉆孔及采掘用金剛石工具。是國內(nèi)技術(shù)實(shí)力雄厚、生產(chǎn)規(guī)模較大的超硬復(fù)合材料生產(chǎn)商，石油天然氣鉆探用金剛石復(fù)合片領(lǐng)域更是處于國內(nèi)水平。
海明潤以的產(chǎn)品性能，高穩(wěn)定性的產(chǎn)品質(zhì)量，以及的服務(wù)在海內(nèi)外樹立了良好的品牌形象，產(chǎn)品不僅，還到美國，加拿大，歐洲等多個(gè)國家和地區(qū)。

　　金剛石復(fù)合片海明潤創(chuàng)造了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，形成了具有自身特點(diǎn)的技術(shù)體系。公司擁有一支實(shí)力較強(qiáng)的研發(fā)隊(duì)伍，研發(fā)硬件和檢測分析手段已達(dá)到國際水平。


　　海明潤生產(chǎn)的金剛石復(fù)合片出口銷往美國、加拿大、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)，并被國內(nèi)各大油田和大型鉆頭廠長期選用，以國內(nèi)的，高穩(wěn)定性，高性價(jià)比為主要特色而樹立了良好的海明潤品牌形象。

　　海明潤金剛石復(fù)合片始終把產(chǎn)品質(zhì)量看作生命線，在工作中遵循“勤懇做事、踏實(shí)做人，認(rèn)真對待每一個(gè)細(xì)節(jié)”的企業(yè)精神。目前金剛石復(fù)合片公司已通過ISO9001:2008質(zhì)量管理體系、ISO14000:2004環(huán)境管理體系及OHSAS18001:2007職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證。

金剛石復(fù)合片公司注重引進(jìn)技術(shù)人才，研究目標(biāo)始終對準(zhǔn)國際水平，已獲得一批擁有立知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，為公司長期可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前已獲得7項(xiàng)發(fā)明專利和11項(xiàng)實(shí)用新型專利1項(xiàng)外觀專利，專利申請數(shù)量一直在快速增長。擁有的研發(fā)硬件實(shí)力，現(xiàn)有掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDX)、X射線物相分(XRD)、定量金相顯微鏡、超聲波無損探傷檢測儀(C掃描)、抗沖擊測定儀、大型磨耗比檢測立式數(shù)控車床(VTL)等的檢測設(shè)備。金剛石復(fù)合片
聯(lián)系電話： 趙經(jīng)理 金剛石復(fù)合片