聚晶金刚石复合片(PDC)应力表征方法的探讨

聚晶金刚石复合片是采用HPHT方法生产的,所以不可避免地在界面处、以及聚晶金刚石层内部的缺陷处存在大量的残余应力。本文主要围绕聚晶金刚石复合片的应力表征问题进行了实验和理论分析。实验、研究表明,聚晶金刚石复合片在聚晶金刚石层内存在着宏观应力和微观应力,即第一类内应力、第二类内应力;聚晶金刚石表面应力的大小可以反映聚晶金刚石层的应力存在状况;XRD方法可以用于聚晶金刚石复合片应力的表征。     

XRD方法在聚晶金刚石复合片界面应力表征中应用的研究

借助XRD方法对不同生产工艺、无齿、有齿型硬质合金基底制备的PDC制品进行了研究。表明：聚晶金刚石复合片在聚晶金刚石层内存在着宏观应力和微观应力；聚晶金刚石复合片表面应力大小可以反映聚晶金刚石层的应力存在状况；聚晶金刚石复合片残余应力的大小与XRD图谱的斜率成正比，因此XRD方法可以用于聚晶金刚石复合片应力的表征。     

X射线衍射测试PDC表面残余应力的实验研究

作者采用DIMAX2500型X射线衍射仪,通过对入射光狭缝尺寸进行调整,使X射线的照射光斑尺寸缩小为1.5×5 mm,从而实现了对PDC表面沿径向的四个不同位置的应力测量.测量采用sin2ψ法,不但测出了PDC表面不同位置的残余应力,还由此得到了PDC表面应力沿径向的分布规律,而且这一测试结果与通过有限元分析计算出的应力分布趋势基本吻合.作者还对测试值与有限元分析计算值出现偏差的原因从测试方法、有限元分析参数取值及样品表面加工方式等几方面进行了分析讨论.     

金刚石复合片(PDC)的火焰钎焊

金刚石复合片（PolycrystallineDiamondCompact）简称PDC，是由人造金刚石聚晶层和碳化钨硬质合金衬底在高温高压条件下一次合成的完成产品，是一种新型的超硬复合材料，它既有金刚石耐磨的特点，又有硬质合金抗冲击、韧性强的特点，因而广泛应用在钻探工具中。为了充分利用PDC的这些优点，金刚石复合片的钎焊已成为工程技术人员共同关心的课题。在目前状况下，一些单位已经采用了扩散焊、高频焊、摩擦焊以及火焰钎焊等几种方法，其中火焰钎焊是应用较为广泛的方法之一，该方法投资少，设备简单，易于操作，且适合于中、小批量的生产。…     

残余应力的超声检测方法

建立超声应力检测与校准系统,分别利用该系统和X射线应力分析仪对Q235钢、685钢、45号钢、铝合金等试样进行残余应力检测,通过对比研究表明两种方法的应力检测值并不相同,但是应力趋势基本相同。利用超声法对焊缝、平板类零件、轴类零件、管类内壁、螺栓、涂覆层下、玻璃及陶瓷等的残余应力分布进行检测,取得较好的应用效果。     

聚晶金刚石复合片无损检测方法的探讨

本文在分析聚晶金刚石复合片（PDC）无损检测技术（NDT）的基础上,针对POC复合片的主要缺陷,探讨了利用便携式超声波探伤仪对PDC进行无损检测的可能性。得出了实验条件下PDC分层、裂纹缺陷的超声波测试波形图和主要技术参数如下。工作方式：单探头（单一发射,强度不变）;检波方式：双波;频段：中等;声压：2dB。扫描量程：10mm;脉冲移动位置：8．82mm。实验结果表明：本方法对PDC的分层、裂纹等缺陷有明显的特征反应。     

聚晶金刚石复合片的残余应力测试与研究

聚晶金刚石复合片产品内部普遍存在残余应力,这是造成其非正常失效的主要因素。我们详细研究了金刚石复合片内部残余应力的组成,并采用X射线衍射仪建立了聚晶金刚石复合片残余应力的检测方法,研究了聚晶金刚石复合片的残余应力分布规律。利用XRD检测残余应力的方法,分别研究了聚晶金刚石层厚度、金刚石粒度尺寸、两相界面结合形状以及金属Co对复合片的残余应力的影响规律,为控制PDC内部应力提供参考。结果显示:金刚石层表面残余应力最大的压应力在中心位置,从中心到边缘,应力的大小逐渐降低;PCD层与硬质合金基体界面附近的应力值对PDC使用性能的影响最大。      

残余应力检测技术及其应用

着重叙述了残余应力检测技术,对其中几种典型的测定方法在我厂产品上的应用可能进行了探讨,并对各种测定方法进行了比较。     

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...     

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。     

Research on polycrystalline diamond compact (PDC) with low residual stress prepared using nickel-based additive

Polycrystalline diamond compact (PDC) with low residual stress was synthesized using nickel-based additive (Ni₇₀Mn₂₅Co₅) as sintering solvent at high temperature/pressure (HTHP). A systematic study of the residual stress in a polycrystalline diamond (PCD) layer was performed using micro-Raman spectroscopy. The stress was measured by determining the Raman shift and was approximated as being biaxial to calculate the magnitudes of stress. Sintering process parameters such as temperature, the diamond size and content of binder additive were all found to affect residual stress levels. The sample with low stress measured on the surface of PCD is compressive and has an average value of 0.10 GPa. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of morphology shows that the dense microstructure with diamond-diamond (D-D) direct bonding has formed in the PCD layer. X-ray diffraction (XRD) performed in the cross-section of PCD confirmed the presence of diamond, nickel-based alloy, WC and Co_xW_xC.     

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。     

脉冲磁处理降低金刚石锯片残余应力的研究

采用自制的实验模具,将金刚石锯片放置于脉冲磁处理仪器下进行磁处理。对金刚石锯片在脉冲磁场作用下的性能影响进行理论分析,检测磁处理前后金刚石锯片不同点处的残余应力值,分析磁处理后的金刚石锯片与未经磁处理的金刚石锯片的断口形貌。研究结果表明:磁处理后的金刚石锯片残余应力降低,断口处微观组织得到细化,说明脉冲磁处理可以有效改善金刚石锯片的力学性能。     

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。     

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。     

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...