影响PDC金刚石复合片性能的关键因素

影响PDC金刚石复合片性能的关键因素

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影响PDC金刚石复合片性能的关键因素
PDC金刚石复合片是PDC钻头的关键切削元件 , 其质量的好坏直接影响到钻头的切削效率和使用寿命 。
PDC钻头
PDC金刚石复合片是通过高温、超高压将聚晶金刚石层与硬质合金基体烧结在一起 , 影响复合片质量和性能的主要因素是金刚石与结合剂的配比、结合剂的种类、金刚石的粒度、界面结构以及烧结工艺等 。
1、结合剂
PDC金刚石复合片由两部分组成 , 一部分是作为工作体的金刚石层 , 另一部分是作为基体的硬质合金 。 结合剂的选择非常关键 , 应具备以下性能:对金刚石要有良好的润湿性 , 能够牢固粘结金刚石;线性膨胀系数力求与金刚石接近;具有足够的强度和冲击韧性并能与基体牢固连接;熔点应尽量低 , 以减少高温对金刚石的损伤 。
PDC钻齿复合片
2、粒度
PDC金刚石复合片的性能与金刚石颗粒的尺寸有着非常重要的关系 。 一般金刚石粒度可分为三类 , 即粗粒度、中粒度和细粒度 , 随着金刚石平均粒度减小 , 抗弯强度提高 , 耐磨性降低 。 因此可以通过调整粒度大小和粗粒、细粒的比例来生产高性能金刚石复合片 。
3、过渡连接
金刚石从基体上脱落 , 是PDC钻头失效的原因之一 。 其根本原因是金刚石和基体的膨胀系数差异较大 , 在温度发生变化时 , 在基体与耐磨层的界面处会有应力产生 , 导致金刚石层从基体脱落 。 可以在金刚石层和基体之间加上一些材料 , 形成逐渐过渡的冶金连接 , 从而改善结合强度 。
【影响PDC金刚石复合片性能的关键因素】PDC复合片
4、界面形态
金刚石层与基体的界面常常会因为热应力等原因而出现粉层 , 所以界面连接的牢固程度是一个关键问题 。 通过改变界面形态 , 如锯齿状界面、曲面状界面、沟槽界面等形式 , 可以提高两者的结合强度 , 对PDC金刚复合片的冲击韧性和抗剪切能力都有较大提高 。

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