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...     

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。     

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...     

细粒度金刚石复合片烧结的探索

本文探索了以0.5～1.5 μm金刚石微粉为原料,烧结PCD复合片.在5.2 GPa条件下,烧结温度在1 350～1 500 ℃范围内,利用分层组装和混合钴粉的方法烧结并进行比较.实验结果表明: 采用分层组装比混合10 wt%钴粉的方法更容易成型,其努普硬度最大值为56.12 GPa,并且硬度随着温度的升高而增加,同时在1 500 ℃时伴随石墨相的出现.分层组装扫描电镜结果显示,随着温度的增加,其结构趋于均匀化,表面已经形成大面积的D-D结合,且其断面钴含量与距离碳化钨基体的距离有关.X射线衍射图谱显示:在1 500 ℃时开始出现石墨相,并且钴在复合片里以钴的β相存在.     

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%。     

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。     

电镀金刚石复合齿锯片的研究

为了克服金刚石锯片生产中采用高频焊接时锯片基体变形大和激光焊接一次性投入高的不足,本文综合利用热压法和电镀法的优势,介绍了一种成本较低且不影响基体性能的金刚石锯片制造方法：用电镀法将金刚石复合齿镶在锯片基体上以形成锯片。文中对金刚石复合齿的两种制作方法：热压法和电镀法,进行了详细介绍,讨论了热压法涉及到的胎体配方和烧结工艺以及电镀法中的复合齿模具设计、镀液配方和电镀工艺参数条件等问题。并对金刚石锯片电镀的三个步骤：基体铣槽、镶齿和入槽电镀作了介绍;给出了锯片电化学除油液的配方和除油工艺条件。该法具有焊接牢固、对金刚石热损伤小、锯片性能调节方便等优点,主要适用于Ф600mm以下的金刚石锯片的生产。     

用浸渍法制取金刚石复合片

金刚石聚晶材料,因其具有很高的硬度和耐磨性,被广泛用于制作钻头、切削、修整、石材加工等工具.金刚石聚晶材料是在金刚石热力学稳定区的温度、压力下,在高压装置中由金刚石粉末烧结制成.金刚石聚晶的制造,有用仅仅将金刚石粉末烧结的方法,也有用将金刚石与金属烧结活化剂混合物烧结的方法,还有用浸渍的方法.金刚石复合片是以硬质合金衬底的液相浸渍金刚石层的方式制成,像Stratapax(G.E.公司)这和复合片中,除了浸渍相外,不含有金属烧结活化剂.乌克兰在制造金刚石复合片时,使用镍作金刚石层的添加剂,以活化烧结过程.     

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。     

金刚石复合片的界面形态及性能特点

聚晶金刚石复合片的失效主要发生在金刚石与基体之间的界面处,改变界面的化学组分和形状可以改善复合片的使用性能。本文介绍了几种优质复合片的界面形态及其性能特点。在金刚石层与基体之间添加镀碳的钨片,或在金刚石层外镀上几层金属,可以改善金刚石与基体的不匹配问题;在基体上加工出沟槽或锯齿,使复合片抗冲击性能显著提高;为了避免直线型沟槽的方向性以及降低在尖端出现的应力集中,将沟槽或锯齿做成环形并使其尖角改成光滑的圆角;降低锯齿尖端粘结剂的含量,可使基体与金刚石的膨胀系数和弹性模量更接近而提高热稳定性;把界面做成波浪形,并且使界面与复合片的轴线不垂直,以此来分散应力。     

3D打印金刚石复合片及其钻头的研究进展

PDC钻头已成为油气勘探领域的首选钻头类型，日益提升的PDC钻头性能要求特别是钻进效率要求给钻头制造带来较大挑战。钻头工作面结构改进是PDC钻头实现高效破岩的关键，但这给PDC钻头制造带来难题。3D打印技术是一种新型的快速成形技术，具有制造任意复杂形状结构、个性化定制和创意设计的优点，将3D打印工艺应用于PDC及其钻头的生产是未来发展的必然趋势。本文中介绍了目前用于制备PDC及其钻头的3D打印技术的基本原理，包括光固化成形技术（SLA）、熔融沉积技术（FDM）、激光选区烧结（SLS）、激光选区熔化技术（SLM）和喷墨粘粉式（3DP）等；总结了现有3D打印技术在PDC及其钻头制造方面的研究进展，并对未来3D打印PDC钻头的发展进行了展望。     

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。     

金刚石复合片合成中的排杂机理研究

本文利用SEM、X射线衍射等方法研究了以Mo作为密封材料,在高温-高压合成Co基金刚石复合片(PDC)的过程中,PDC中气体及残余Co的排出机制。研究结果表明:Mo可以有效吸收原料素坯在合成过程中排出的气体;合成过程中排出的Co-C熔液均匀包围在PDC周围,形成Co-C富集层;同时Co-C富集层沿Mo晶界扩散,而Mo本身对Co没有吸收作用。     

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。     

特殊结构金刚石砂轮热压烧结工艺研究

本文设计了一种磨玻璃用新型特殊结构金刚石砂轮。采用正交设计和方差分析的方法研究了热压烧结温度、压力、时间对该砂轮性能的影响，并指出了在本实验条件下的最佳工艺参数。     

金刚石复合片钻头自动焊接的试验研究

主要介绍生产钻探工程中使用的金刚石复合片钻头的自动感应焊接工艺和装置的方案设计、试验，感应自动焊接的基本原理等。     

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。     

金刚石复合片主要缺陷及产生的原因讨论

本文简要介绍了在金刚石复合片（PDC）的生产和检验过程中经常出现的几种主要缺陷：如分层、欠烧、表面出现针眼和黑点等,对这些缺陷产生的原因从生成机理上进行了初步的分析,并结合作者的实践经验,提出了一些解决问题的思路和方法。     

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。…