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金刚石复合片
阅读:1768时间:2022-03-04 11:49:37

    是一种金刚石和硬质合金基体组成的复合材料,具有硬度高、耐磨性好的特点,广泛应用于石油钻井、地质勘探、煤田钻采钻头上和机械加工工具等行业。 

基本内容

    是一种金刚石和硬质合金基体组成的复合材料,具有硬度高、耐磨性好的特点,广泛应用于石油钻井、地质勘探、煤田钻采钻头上和机械加工工具等行业。

    钻采类金刚石复合片:适用于软到中硬地质钻井,具有较高的抗冲击韧性和热稳定性,耐热温度可达750℃(两分钟),此类产品备有平面及多种槽面结合型,并可根据用户需要设计槽型、研磨、抛光、倒角等,可提供特殊形状的产品。

    机械刀具类金刚石复合片:适用于切削高硬度合金、木材、陶瓷等非金属、非铁金属及其他金属的切削及加工,具有较高的硬度与耐磨性,切削精度高,同时可根据用户需要,将产品加工成长方形、三角形、扇形等形状,可用于制作耐磨器件、钻头、及钻头齿(有球面形、锥形)等。

    国内专业生产金刚石复合片的公司主要有河南省亚龙金刚石制品有限公司等,通过引进技术,采用新型高效触媒以及新工艺,生产的金刚石复合片具有多种齿型结构,界面结合牢固、均匀,有较高的耐磨性、热稳定性和较强的抗冲击韧性等特点。亚龙公司生产的金刚石复合片具有多种倒角类型及齿型结构,规格品种,而且还有可用于不同行业的特种规格的金刚石复合片。

    当前金刚石复合片发展的方向主要有:

    1、聚晶金刚石层不断加厚,由初的不足1mm发展到现在的2-4mm,产品的寿命也随之提高。

    2、金刚石晶粒越来越细,耐磨性和抗冲击性综合性能提高。

    3、通过优化工艺或脱Co、增加耐热层等工艺,提高热稳定性。

    4、界面结构的优化,改善界面应力。

    5、产品直径不断加大,提高合成效率。

    6、改善烧结效果,减小性能差异。

    人造金刚石复合片是超硬材料类,这个超字不具体,范围很广。超硬材料就是洛氏硬度(HR),布氏硬度(HB),维氏硬度(HV)很高的材料。一般的45#刚HR是30-60,硬的天然金刚石。这个概念涵盖范围很广,高硬度钢、高硬度陶瓷、人造钻石等等都可以算。


金刚石复合片的性能分析

    金刚石复合片在现在工业社会之所以应用如此广泛,主要是因为金刚石复合片具有其他材料的的性能。今天就为大家分析一下金刚石复合片的性能:

    首先金刚石复合片具有很高的硬度和耐磨性(磨耗比)。金刚石复合片的硬度高达10 000 HV左右,是目前世界上人造物质中硬的材料,比硬质合金及工程陶瓷的硬度高得多。由于硬度极高,并且各向同性,因而具有的耐磨性。一般通过磨耗比来反映复合片的耐磨性,在20世纪80~90年代中期,复合片磨耗比为4~6万(国外为8~12万); 20世纪90年代中期至现在,复合片的磨耗比为8~30万(国外10~50万)。

    其次金刚石复合片具有热稳定性。金刚石复合片的热稳定性确定了其使用范围,复合片的热稳定性即为耐热性,与其强度和磨耗比一样,是衡量PDC质量的重要性能指标。耐热稳定性是指在大气环境(有氧气存在)下加热到一定的温度,冷却以后聚晶层化学性能的稳定性(金刚石墨化的程度)、宏观力学性能的变化和对复合层界面结合牢固程度的影响。热稳定性的变化在750℃烧结以后,国内部分厂家产品表现为磨耗比上升5% ~20%,抗冲击韧性变化不大,部分厂家产品磨耗比下降,抗冲击性能下降,这与各个单位所采用的配方和工艺不同有关,国外金刚石复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧结前后变化不大。

    钢盔型金刚石复合片还有金刚石复合片具有抗冲击韧性。金刚石复合片作为切削工具,被广泛地应用于油气钻井作业中。在钻井过程中,由于轴向力和水平切削力的联合作用、钻具与孔壁的摩擦、钻杆柱的弯曲、孔底不平及残留岩粉、钻机振动等因素的影响,使得钻头上的金刚石复合片受到极大的冲击力。金刚石复合片抗冲击性能反映了复合片的韧性和粘结强度,是一综合性指标,也是决定其使用效果好坏的关键所在。在20世纪80~90年代中期,复合片的抗冲击韧性为100~200 J(国外为200~300 J), 20世纪90年代中期至现在,抗冲击韧性为200~400 J(国外大于400 J)。


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