金刚石复合片PCD的性能检测及发展趋势
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影响 ,因此很自然地从受热前后复合片性能地改 变来研究其热稳定性 。目前 ,测量加热后复合片 性能改变量成为测定其热稳定性的主要手段 。
目前 ,在世界范围内 ,测定复合片耐热性的测 试方法主要有如下 3种 [ 6 - 7 ] :
( 1) 英国 De Beers公司是将其置于空气中用 马弗炉加热 ,同时将其置于还原气氛 ( 95% H2 + 5%N2 )中用还原炉加热至某一温度 ,并保持一段 时间 ,然后测定其失重 、耐磨性 、石墨化程度和抗 冲击性能 ;
第 29卷 第 6期 2007年 6月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ·信 息 与 管 理 工 程 版 JOURNAL OF WUT( INFORMATION & MANAGEMENT ENGINEER ING)
文章编号 : 1007 - 144X (2007) 06 - 0001 - 04
Vol. 29 No. 6 June 2007
2
武汉理工大学学报 ·信息与管理工程版
2007年 6月
2 复合片的性能检测方法
2. 1 耐磨性 复合片的耐磨性一般是通过磨耗比这个指标
来衡量的 ,但迄今为止国际上也没有制定统一的 测试标准 ,几个主要的 PDC生产国均有其自己的 测试方法 [ 3 ] 。
美国的 GE公司采用的方法是用 PDC来车削 一种结构均匀的花岗岩棒 , 切削速度为 180 m / m in,切深为 1 mm ,进给量为 0. 28 mm / r。车削时 用测力计测 PDC的受力大小 。车削一定数量的 花岗岩后 ,观察 PDC的磨损量 。磨损量是用投影 显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸 ,然后用计算 机算出其体积 ,进行比较 。英国 De Beers公司的 方法与 GE公司类似 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 29卷 第 6期
黎明发 ,等 :金刚石复合片的性能检测及发展趋势
3
作为其抗冲击性能指标 。 (2)缺点 。很难找到各项性能指标完全相同
( 2) 英国 De Beers公司还有用热重 - 差热分 析仪 (DSC - DTA ) ,并配以高温显微镜 ,来测定 其初始氧化温度 ,以此来确定氧化度和耐热性 ;
(3) 美国 GE公司是将加热过的烧结体 ,用 扫描电镜作断口分析及车削试验 ,切削速度为 107～168 m /m in,进给量为 0. 13 mm / r。
(2)缺点 。这种方法测出的是在一定的条件 下 ,试样完全破碎的冲击次数或冲击功 ,但实际 上 , PDC切削工具在井下工作时 ,往往受冲击剪 切力而部分或边缘失效 ,而不是整体破坏 ,因此这 种方法不能很好地模拟 PDC的实际受力状态 。 2. 3. 4 可变换冲击功落球式冲击法
这种方法是赵尔信等人研究出来的 ,在国内 得到了一定程度的应用 。
90年代中期至现在 ,复合片的磨耗比为 8 ～30 万 (国外 10 ～50万 ) 。 [ 1 ]
(2) 热稳定性 。复合片的热稳定性确定了其 使用范围 ,复合片的热稳定性 [ 2 ] 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 能指标之一 。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 ,国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧 结前后变化不大 。
(1)基本原理 。重砣冲击是在吊线冲击架上 进行的 ,冲击架由一抛光的钢板和液压系统组成 。 液压系统可以进行平稳地调节 ,在试样上产生 500～1 000 N的轴向压力 ; 重砣可沿拉紧的钢丝 移动 ,动载荷靠不同的重砣产生 ,其范围在 0. 1～ 500 J。试验采用的测试参数一般是 ,轴向压力为 1 000 N ,单次冲击功为 0. 6 J,试验时将试样放于 冲击架的钢板上 ,并通过一直径为 20 mm 的钢杆 向试样施加 1 000 N 的轴向压力 ,然后多次抛落 冲锤 ,直至试样完全破坏 。以试样破坏时的抛落 次数 (冲击总能量 )作为衡量 PDC抗冲击性能的 指标 。
收稿日期 : 2007 - 01 - 30. 作者简介 :黎明发 (1957 - ) ,男 ,湖北钟祥人 ,武汉理工大学理学院教授. 基金项目 :湖北省自然科学基金资助项目 (2004ABA101).
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
前苏联对 PDC耐磨性的测定是用 PDC来刨 削指定地区采来的石英砂岩 。石英砂岩采自顿涅 茨地区托列兹露采厂 ,尺寸为 500 mm ×300 mm
×250 mm。 PDC固定在牛头刨床的刀具上 ,测试 时 ,切削速度为 0. 55 m / s,切深为 0. 5 mm ,横向进 给量为 2. 8 m /行程 ,每片 PDC样品检测的切削长 度为 501 m。 PDC磨耗值为其金刚石层磨损面中 心部分的线高度 (用工具显微镜测量 ,误差为 0. 03 mm ) 。这 2种方法各有优点 : 用砂轮可统一规 范标准 ,即使不能完全规范标准 ,也相差不大 ,且 能通过计算求出较准确的磨削值 。用花岗岩更加 符合应用范畴 。但它们的缺点也是很明显的 :只 对复合片局部测试 ,不能判断整个复合片的质量 ; 只能判断复合片的耐磨性能优劣 ,不能找到磨耗 比大小的原因 ,是一种破坏性实验 。
(1) 基本原理 。将钢球在一定高度自由落 下 ,钢球的势能转化为动能 (冲击能 ) ,利用该能 量冲击试样进行测试 。测试时 ,使冲球逐次冲砸 PDC的边缘部分 (单次冲击能量一般为 0. 2 J ) , 以试样表面出现可见裂纹或产生破碎时 ,得到冲 击功值作为衡量其抗冲击性的定量指标 ,用冲击 功表示 ,单位为焦耳 。
目前还有一种测试方法 ,主要是通过 XRD、 Raman光谱法及 SEM 等对复合片进行综合测试 , 这几种方法综合使用可对复合片金刚石层的耐磨 性能做出准确的判断 ,不仅可判断复合片质量的 优劣 ,还能给出复合片金刚石层耐磨性能优劣的 原因及改进方法 ,这种方法还未普遍使用 。
2. 2 热稳定性 由于复合片受热后 ,其使用Hale Waihona Puke Baidu能会受到很大
1 金刚石复合片的性能
金刚石复合片之所以应用如此广泛 ,主要是 因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能 。
(1) 高的硬度和耐磨性 (磨耗比 ) 。复合片 的硬度高达 10 000 HV 左右 ,是目前世界上人造 物质中最硬的材料 ,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 有极佳的耐磨性 。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
(3)缺点。对设备的要求较高 ,不易推广应用。 (4)实际使用 。主要是美国 GE公司用来测 定其产品的抗冲击性能 。 2. 3. 2 PDC车削带槽花岗岩棒转撞击法 (1)基本原理 。先将 PDC 制成车刀 ,以一定 的转速和进给力横切带轴向沟槽的花岗岩棒 ,以 车刀发生崩刃 、分层或破碎时所经受的冲击次数
的花岗岩棒 ,使测试结果的可信度大大降低 ;另外 测试时还必须将 PDC焊在刀架上 ,比较麻烦 。
(3)实际使用 。英国 De B eers公司采用硅铝 合金做材料 ,制成圆形的工件 ,工件上每 180度间 隔有一 V 形槽 ,检测时采用 100 mm /m in的切削 速度 ,单次切削深度为 1 mm。以试样失效时所经 过 V 形槽的次数作为测试指标 ,来比较 PDC的抗 冲击性能和粘结质量 。 2. 3. 3 重砣冲击法
国内通过 6面顶合成出来的复合片一开始是 采用工具磨床进行磨耗比测定 ,但误差甚大 。郑 州磨料所和桂林金刚石厂首先提出要研制专用仪 器 ,后由桂林金刚石厂陈朝华和彭为云等研制设 备 ,郑州磨料所汪荣华 、黄祥芬 ,桂林金刚石厂方 啸虎等进行测试方法和标准的研究 ,得到了现在 普遍使用的磨耗比测定仪和测定方法 [ 4 - 5 ] 。这种 检测方法自动化程度高 、检测效率高 ,且可大大降 低劳动强度 。
聚晶金 刚石 复合 片 ( polycrystalline diamond compact, PDC)作为一种新型复合材料 ,其发展历 史仅有十几年 ,但其应用范围已发展到各行各业 , 广泛地应用于地质钻探 、非铁金属及合金 、硬质合 金 、石墨 、塑料 、橡胶 、陶瓷和木材等材料的切削加 工等领域 。它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧 结而成的多晶金刚石 ,具有极高的硬度 、耐磨性和 较长的工作寿命 ;底层一般为钨钴类硬质合金 ,它 具有较好的韧性 ,为表层聚晶金刚石提供良好的 支撑 ,且容易通过钎焊焊接到各种工具上 。目前 国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚 晶金刚石 - 硬质合金复合片 。由于它的使用范围 扩大 ,对其性能的要求提高 ,因而相应的性能检测 方法也经过了一个快速的发展过程 ,在检测的准 确性和有效性方面都趋于成熟 。
(3) 抗冲击韧性 。 PDC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 PDC受到极 大的冲击力 。 PDC 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) 。
(1)基本原理 。用硅粉或玻璃粉作为抛射材 料 ,利用电容放电原理使这些粒子获得动能 ,进而 形成高速粒子流 ,冲击被测试样品的表面 ,使其产 生侵蚀破坏 ,测得试样受冲击前后的质量损失 ,根 据试验所采用喷射物的种类 、粒子流的速度及质 量损失比曲线 ,作为其抗冲击性能的标准指标 。
(2)测试用仪器 。高能电容器组 、发射装置 、 高速分副测速相机及抛射体 。
金刚石复合片的性能检测及发展趋势
黎明发 1 ,张 力 1 ,吴永桥 1 ,孙振亚 2 ,范 端 1 ,田 旭 1 ,叶先贤 1
(1. 武汉理工大学 理学院 ,湖北 武汉 430070; 2. 武汉理工大学 测试中心 ,湖北 武汉 430070)
摘 要 :介绍了聚晶金刚石复合片的主要性能 ,即抗冲击性能 、热稳定性及耐磨性 。对复合片的性能检测方法 进行了详细的阐述 。展望了检测方法的发展趋势 ,抗冲击性检测主要考虑大冲击力和高精确性 ,用热损伤来 判定复合片的热稳定性 ,而耐磨性检测则从复合片的微观结构找突破口 ,同时还应考虑对复合片内部的残余 应力进行分析检测 。 关键词 :复合片 ;耐磨性 ;超声检测 中图法分类号 : TB333 文献标识码 : A
国内的测试方法大多类似于方法 ( 2 ) ,采用 差热 - 热重法 [ 8 ] 。主要是用差热 - 热重曲线来 分析温度点 ,以此来确定复合片的氧化温度和石 墨化温度等 。而且目前测试复合片热稳定性时所 采用的加热方式多是炉中加热 。 2. 3 抗冲击性能检测方法
由于复合片自身结构的特点 ,以及在实际使 用过程中的受破坏方式 ,使得复合片一般都是受 冲击破坏而失效 ,因此抗冲击性能也是衡量复合 片质量优劣的一项重要指标 。对其重视程度也越 来越高 ,抗冲击性能的检测方法也在不断提高 。 2. 3. 1 高速运动颗粒冲蚀法
目前 ,在世界范围内 ,测定复合片耐热性的测 试方法主要有如下 3种 [ 6 - 7 ] :
( 1) 英国 De Beers公司是将其置于空气中用 马弗炉加热 ,同时将其置于还原气氛 ( 95% H2 + 5%N2 )中用还原炉加热至某一温度 ,并保持一段 时间 ,然后测定其失重 、耐磨性 、石墨化程度和抗 冲击性能 ;
第 29卷 第 6期 2007年 6月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ·信 息 与 管 理 工 程 版 JOURNAL OF WUT( INFORMATION & MANAGEMENT ENGINEER ING)
文章编号 : 1007 - 144X (2007) 06 - 0001 - 04
Vol. 29 No. 6 June 2007
2
武汉理工大学学报 ·信息与管理工程版
2007年 6月
2 复合片的性能检测方法
2. 1 耐磨性 复合片的耐磨性一般是通过磨耗比这个指标
来衡量的 ,但迄今为止国际上也没有制定统一的 测试标准 ,几个主要的 PDC生产国均有其自己的 测试方法 [ 3 ] 。
美国的 GE公司采用的方法是用 PDC来车削 一种结构均匀的花岗岩棒 , 切削速度为 180 m / m in,切深为 1 mm ,进给量为 0. 28 mm / r。车削时 用测力计测 PDC的受力大小 。车削一定数量的 花岗岩后 ,观察 PDC的磨损量 。磨损量是用投影 显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸 ,然后用计算 机算出其体积 ,进行比较 。英国 De Beers公司的 方法与 GE公司类似 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 29卷 第 6期
黎明发 ,等 :金刚石复合片的性能检测及发展趋势
3
作为其抗冲击性能指标 。 (2)缺点 。很难找到各项性能指标完全相同
( 2) 英国 De Beers公司还有用热重 - 差热分 析仪 (DSC - DTA ) ,并配以高温显微镜 ,来测定 其初始氧化温度 ,以此来确定氧化度和耐热性 ;
(3) 美国 GE公司是将加热过的烧结体 ,用 扫描电镜作断口分析及车削试验 ,切削速度为 107～168 m /m in,进给量为 0. 13 mm / r。
(2)缺点 。这种方法测出的是在一定的条件 下 ,试样完全破碎的冲击次数或冲击功 ,但实际 上 , PDC切削工具在井下工作时 ,往往受冲击剪 切力而部分或边缘失效 ,而不是整体破坏 ,因此这 种方法不能很好地模拟 PDC的实际受力状态 。 2. 3. 4 可变换冲击功落球式冲击法
这种方法是赵尔信等人研究出来的 ,在国内 得到了一定程度的应用 。
90年代中期至现在 ,复合片的磨耗比为 8 ～30 万 (国外 10 ～50万 ) 。 [ 1 ]
(2) 热稳定性 。复合片的热稳定性确定了其 使用范围 ,复合片的热稳定性 [ 2 ] 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 能指标之一 。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 ,国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧 结前后变化不大 。
(1)基本原理 。重砣冲击是在吊线冲击架上 进行的 ,冲击架由一抛光的钢板和液压系统组成 。 液压系统可以进行平稳地调节 ,在试样上产生 500～1 000 N的轴向压力 ; 重砣可沿拉紧的钢丝 移动 ,动载荷靠不同的重砣产生 ,其范围在 0. 1～ 500 J。试验采用的测试参数一般是 ,轴向压力为 1 000 N ,单次冲击功为 0. 6 J,试验时将试样放于 冲击架的钢板上 ,并通过一直径为 20 mm 的钢杆 向试样施加 1 000 N 的轴向压力 ,然后多次抛落 冲锤 ,直至试样完全破坏 。以试样破坏时的抛落 次数 (冲击总能量 )作为衡量 PDC抗冲击性能的 指标 。
收稿日期 : 2007 - 01 - 30. 作者简介 :黎明发 (1957 - ) ,男 ,湖北钟祥人 ,武汉理工大学理学院教授. 基金项目 :湖北省自然科学基金资助项目 (2004ABA101).
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
前苏联对 PDC耐磨性的测定是用 PDC来刨 削指定地区采来的石英砂岩 。石英砂岩采自顿涅 茨地区托列兹露采厂 ,尺寸为 500 mm ×300 mm
×250 mm。 PDC固定在牛头刨床的刀具上 ,测试 时 ,切削速度为 0. 55 m / s,切深为 0. 5 mm ,横向进 给量为 2. 8 m /行程 ,每片 PDC样品检测的切削长 度为 501 m。 PDC磨耗值为其金刚石层磨损面中 心部分的线高度 (用工具显微镜测量 ,误差为 0. 03 mm ) 。这 2种方法各有优点 : 用砂轮可统一规 范标准 ,即使不能完全规范标准 ,也相差不大 ,且 能通过计算求出较准确的磨削值 。用花岗岩更加 符合应用范畴 。但它们的缺点也是很明显的 :只 对复合片局部测试 ,不能判断整个复合片的质量 ; 只能判断复合片的耐磨性能优劣 ,不能找到磨耗 比大小的原因 ,是一种破坏性实验 。
(1) 基本原理 。将钢球在一定高度自由落 下 ,钢球的势能转化为动能 (冲击能 ) ,利用该能 量冲击试样进行测试 。测试时 ,使冲球逐次冲砸 PDC的边缘部分 (单次冲击能量一般为 0. 2 J ) , 以试样表面出现可见裂纹或产生破碎时 ,得到冲 击功值作为衡量其抗冲击性的定量指标 ,用冲击 功表示 ,单位为焦耳 。
目前还有一种测试方法 ,主要是通过 XRD、 Raman光谱法及 SEM 等对复合片进行综合测试 , 这几种方法综合使用可对复合片金刚石层的耐磨 性能做出准确的判断 ,不仅可判断复合片质量的 优劣 ,还能给出复合片金刚石层耐磨性能优劣的 原因及改进方法 ,这种方法还未普遍使用 。
2. 2 热稳定性 由于复合片受热后 ,其使用Hale Waihona Puke Baidu能会受到很大
1 金刚石复合片的性能
金刚石复合片之所以应用如此广泛 ,主要是 因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能 。
(1) 高的硬度和耐磨性 (磨耗比 ) 。复合片 的硬度高达 10 000 HV 左右 ,是目前世界上人造 物质中最硬的材料 ,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 有极佳的耐磨性 。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
(3)缺点。对设备的要求较高 ,不易推广应用。 (4)实际使用 。主要是美国 GE公司用来测 定其产品的抗冲击性能 。 2. 3. 2 PDC车削带槽花岗岩棒转撞击法 (1)基本原理 。先将 PDC 制成车刀 ,以一定 的转速和进给力横切带轴向沟槽的花岗岩棒 ,以 车刀发生崩刃 、分层或破碎时所经受的冲击次数
的花岗岩棒 ,使测试结果的可信度大大降低 ;另外 测试时还必须将 PDC焊在刀架上 ,比较麻烦 。
(3)实际使用 。英国 De B eers公司采用硅铝 合金做材料 ,制成圆形的工件 ,工件上每 180度间 隔有一 V 形槽 ,检测时采用 100 mm /m in的切削 速度 ,单次切削深度为 1 mm。以试样失效时所经 过 V 形槽的次数作为测试指标 ,来比较 PDC的抗 冲击性能和粘结质量 。 2. 3. 3 重砣冲击法
国内通过 6面顶合成出来的复合片一开始是 采用工具磨床进行磨耗比测定 ,但误差甚大 。郑 州磨料所和桂林金刚石厂首先提出要研制专用仪 器 ,后由桂林金刚石厂陈朝华和彭为云等研制设 备 ,郑州磨料所汪荣华 、黄祥芬 ,桂林金刚石厂方 啸虎等进行测试方法和标准的研究 ,得到了现在 普遍使用的磨耗比测定仪和测定方法 [ 4 - 5 ] 。这种 检测方法自动化程度高 、检测效率高 ,且可大大降 低劳动强度 。
聚晶金 刚石 复合 片 ( polycrystalline diamond compact, PDC)作为一种新型复合材料 ,其发展历 史仅有十几年 ,但其应用范围已发展到各行各业 , 广泛地应用于地质钻探 、非铁金属及合金 、硬质合 金 、石墨 、塑料 、橡胶 、陶瓷和木材等材料的切削加 工等领域 。它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧 结而成的多晶金刚石 ,具有极高的硬度 、耐磨性和 较长的工作寿命 ;底层一般为钨钴类硬质合金 ,它 具有较好的韧性 ,为表层聚晶金刚石提供良好的 支撑 ,且容易通过钎焊焊接到各种工具上 。目前 国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚 晶金刚石 - 硬质合金复合片 。由于它的使用范围 扩大 ,对其性能的要求提高 ,因而相应的性能检测 方法也经过了一个快速的发展过程 ,在检测的准 确性和有效性方面都趋于成熟 。
(3) 抗冲击韧性 。 PDC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 PDC受到极 大的冲击力 。 PDC 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) 。
(1)基本原理 。用硅粉或玻璃粉作为抛射材 料 ,利用电容放电原理使这些粒子获得动能 ,进而 形成高速粒子流 ,冲击被测试样品的表面 ,使其产 生侵蚀破坏 ,测得试样受冲击前后的质量损失 ,根 据试验所采用喷射物的种类 、粒子流的速度及质 量损失比曲线 ,作为其抗冲击性能的标准指标 。
(2)测试用仪器 。高能电容器组 、发射装置 、 高速分副测速相机及抛射体 。
金刚石复合片的性能检测及发展趋势
黎明发 1 ,张 力 1 ,吴永桥 1 ,孙振亚 2 ,范 端 1 ,田 旭 1 ,叶先贤 1
(1. 武汉理工大学 理学院 ,湖北 武汉 430070; 2. 武汉理工大学 测试中心 ,湖北 武汉 430070)
摘 要 :介绍了聚晶金刚石复合片的主要性能 ,即抗冲击性能 、热稳定性及耐磨性 。对复合片的性能检测方法 进行了详细的阐述 。展望了检测方法的发展趋势 ,抗冲击性检测主要考虑大冲击力和高精确性 ,用热损伤来 判定复合片的热稳定性 ,而耐磨性检测则从复合片的微观结构找突破口 ,同时还应考虑对复合片内部的残余 应力进行分析检测 。 关键词 :复合片 ;耐磨性 ;超声检测 中图法分类号 : TB333 文献标识码 : A
国内的测试方法大多类似于方法 ( 2 ) ,采用 差热 - 热重法 [ 8 ] 。主要是用差热 - 热重曲线来 分析温度点 ,以此来确定复合片的氧化温度和石 墨化温度等 。而且目前测试复合片热稳定性时所 采用的加热方式多是炉中加热 。 2. 3 抗冲击性能检测方法
由于复合片自身结构的特点 ,以及在实际使 用过程中的受破坏方式 ,使得复合片一般都是受 冲击破坏而失效 ,因此抗冲击性能也是衡量复合 片质量优劣的一项重要指标 。对其重视程度也越 来越高 ,抗冲击性能的检测方法也在不断提高 。 2. 3. 1 高速运动颗粒冲蚀法