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金剛石釬焊時(shí)存在著許多急需解決的難點(diǎn):
要求釬料對金剛石和胎體有良好浸潤性和結(jié)合強(qiáng)度;釬焊材料及釬焊工藝的選擇要保證金剛石的穩(wěn)定性,以減少或避免釬料對金剛石的侵蝕;由于金剛石和金屬基體的熱膨脹系數(shù)差異較大,因而焊接殘余應(yīng)力也較大,降低接頭的強(qiáng)度;
釬料的熔點(diǎn)要高于金剛石工具的工作溫度,所以應(yīng)尋找熔點(diǎn)較低并與金剛石膨脹系數(shù)接近的金屬(合金)材料作為釬料,再考慮加入某些活性元素以改善對金剛石的浸潤性和親和性,達(dá)到既能粘結(jié)金剛石又能滿足胎體機(jī)械性能的目的。
金剛石復(fù)合片——新型復(fù)合材料
金剛石復(fù)合片作為一種新型復(fù)合材料,其發(fā)展歷史僅有十幾年,但其應(yīng)用范圍已發(fā)展到各行各業(yè),廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)鉆探、非鐵金屬及合金、硬質(zhì)合金、石墨、塑料、橡膠、陶瓷和木材等材料的切削加工等領(lǐng)域。
它的表層為金剛石粒度不同的粉末燒結(jié)而成的多晶金剛石,具有極高的硬度、耐磨性和較長的工作壽命;底層一般為鎢鈷類硬質(zhì)合金,它具有較好的韌性,為表層聚晶金剛石提供良好的支撐,且容易通過釬焊焊接到各種工具上。
目前國內(nèi)外一般都采用超高壓高溫?zé)Y(jié)的方法制造聚晶金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合片。由于它的使用范圍擴(kuò)大,對其性能的要求提高,因而相應(yīng)的性能檢測方法也經(jīng)過了一個(gè)快速的發(fā)展過程,在檢測的準(zhǔn)確性和有效性方面都趨于成熟。
切削工具的抗沖擊韌性
PDC作為切削工具,被廣泛地應(yīng)用于油氣鉆井作業(yè)中。在鉆井過程中,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、孔底不平及殘留巖粉、鉆機(jī)振動(dòng)等因素的影響,使得鉆頭上的PDC受到極大的沖擊力。
PDC抗沖擊性能反映了復(fù)合片的韌性和粘結(jié)強(qiáng)度,是一綜合性指標(biāo),也是決定其使用效果好壞的關(guān)鍵所在。在20世紀(jì)80~90年代中期,復(fù)合片的抗沖擊韌性為100~200J,國外為200~300J。20世紀(jì)90年代中期至現(xiàn)在,抗沖擊韌性為200~400J,國外大于400J。每條線滾筒的配置一般在6—10把,金剛石粒度在36目—140目之間,由粗遞次漸細(xì),從而刮平磚坯并使刀痕變淺,便于后道磨拋加工。
金剛石工具的磨損量
磨損量是用投影顯微鏡測量被磨損部位的長寬尺寸,然后用計(jì)算機(jī)算出其體積,進(jìn)行比較。英國De Beers公司的方法與GE公司類似。前蘇聯(lián)對PDC耐磨性的測定是用PDC來刨削地區(qū)采來的石英砂巖。2、專為金屬切割設(shè)計(jì)的進(jìn)口金屬陶瓷,特殊應(yīng)力處理,日本獨(dú)特的研磨技術(shù),保證了金屬加工時(shí)的穩(wěn)定性和優(yōu)越性。石英砂巖采自頓涅茨地區(qū)托列茲露采廠,尺寸為500 mm×300 mm×250 mm。
PDC固定在牛頭刨床的刀具上,測試時(shí),切削速度為0. 55m/s,切深為0. 5mm,橫向進(jìn)給量為2. 8m/行程,每片PDC樣品檢測的切削長度為501 m。PDC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。