金刚石与人类社会(下)

详细介绍了天然金刚石的发现、特性、鉴别方法和应用范围,论述了金刚石粉体、单晶金刚石、金刚石膜和聚晶金刚石的人工合成方法和应用情况.     

PDC刀具切削花岗岩过程的微裂纹扩展

采用偏光显微镜观察ＰＤＣ（聚晶金刚石复合片）刀具切削花岗岩的微观过程，研究切削过程微裂纹产生和扩展的规律。分析了矿物特性如矿物成份、晶粒大小及初始裂纹等对微观裂纹扩展路径的影响。研究结果表明：在切削深度较小时，矿物特性对花岗岩微裂纹的产生与扩展过程起主导作用。     

放电等离子烧结聚晶立方氮化硼刀具的性能

采用溶胶凝胶法在立方氮化硼(cBN)表面包裹SiO2,以铝粉、碳化硼粉和炭粉为烧结助剂,利用放电等离子烧结(SPS)技术在压力100MPa和1 700℃保温10min的条件下制备聚晶立方氮化硼(PcBN),研究了PcBN的烧结性能、物相组成、微观形貌、力学性能以及所制备刀具的切削性能。结果表明:烧结助剂、原位反应和cBN颗粒活化等因素的共同作用促进了PcBN的致密化,其相对密度为97%;PcBN的主晶相为cBN,同时还存在SiO2、Al3BC3、SiC相;PcBN的硬度为(38±3.5)GPa,抗弯强度为(425±23)MPa;在相同切削速度下,所制备的PcBN刀具前刀面的崩损面积以及后刀面的磨损带长度均小于日本知名公司所产PcBN(BN11)刀具的,当切削速度由200m·min-1增加到400m·min-1时,所制备的PcBN刀具的磨损程度轻于BN11刀具的,PcBN刀具的切削性能优于BN11刀具的。     

脉冲光纤激光制备聚晶金刚石疏液表面的研究

针对聚晶金刚石（PCD）表面,提出了一种经济、高效、可控制备多种微观结构的激光加工方法,与低表面能处理技术相结合,可实现对表面特性的有效调控。利用激光表面织构化方法在PCD表面制备出含有沟槽和锥形凸起的微纳结构,并分析了单脉冲能量和扫描速度对微观结构形貌和特征尺寸参数的影响;将激光织构化的PCD表面进行氟化处理,分析PCD表面微观结构对疏水和疏油性的影响规律。结果表明：随着单脉冲能量的增加或扫描速度的降低,沟槽深度、山脊间距和表面粗糙度随之增大;低表面能处理后,PCD表面与水和乳化剂的接触角分别在93°~149°和102°~134°范围内变化,由此可实现对PCD表面不同润湿性的控制。另外,分析了PCD表面微观结构的形成机理,并探讨了微观结构参数对疏水疏油性能的影响规律。     

典型PDC复合材料的微观结构研究

对国内外典型ＰＤＣ复合材料进行了扫描是民镜观察和相结构及其成分的分析测试，结合前人该材料宏观性能的研究结果，研究了ＰＤＣ复合材料的微观结构与这友观性能，合成工艺之间的关系。     

聚晶金刚石复合片磨削试验研究

本文采用金刚石砂轮对聚晶金刚石(PCD)复合片材料进行了精密平面磨削试验,研究了磨削工艺参数和砂轮特性对磨削力的影响规律,分析了磨削PCD材料去除机理.研究发现:随着砂轮速度的增大,切向磨削力和法向磨削力不断减小;随着磨削深度的增加,切向磨削力和法向磨削力都增加,相同粒度的陶瓷结合剂砂轮的磨削力大于树脂结合剂砂轮的磨削力;切向磨削力和法向磨削力都随着工件进给速度的增加而增大;粒度号越大,切向磨削力和法向磨削力越大.PCD材料去除主要是通过磨粒的机械磨耗、破碎作用和热物理、热化学作用等方式.     

聚晶金刚石复合片表面裂纹视觉检测技术研究

采用计算机视觉检测技术提取出表面缺陷特征量,完成聚晶金刚石复合片表面裂纹缺陷检测。首先,根据聚晶金刚石复合片表面特性,研究合适的光源照明系统。然后,提出一种基于直方图投影梯度极值的局部边界提取方法,将感兴趣区域进行提取。在此基础上,采用图像滤波、阈值分割的方法实现裂纹的准确提取。最后,通过计算裂纹连通域的圆形度和长宽比进行裂纹识别。实验结果表明,本方法可有效地对聚晶金刚石复合片表面裂纹缺陷进行检测。     

聚晶金刚石复合片钻头失效形式

兖州矿业（集团）公司机电设备制造厂通过对聚晶金刚石复合片（PDC）钻头失效形式及相关工艺过程研究，总结出了PDC钻头加工使用过程应该注意的问题，对提高PDC钻头加工水平及延长使用寿命有一定借鉴意义。     

PDC钻头性能的二维模拟

介绍了PDC钻头性能模拟的试验基础及原理。所编制的模拟软件可为PDC钻头的设计方案提供模拟结果和性能评价依据，其主要功能为：1．计算切削齿的各种参数，如切削力、切削体积、切削功率；2．计算切削齿的磨损体积、磨损高度；3．计算钻头不平衡力的大小和方向；4．模拟钻头的钻进特性曲线；5．模拟切痕断面形状及井底剖面形状；6．预测钻头的工作指标。应用该软件对一只使用过的PDC钻头性能进行模拟，分析了主要模拟结果，并将该钻头各切削齿研磨面积的实测结果与模拟结果作了对比，两者的分布规律基本吻合。