聚晶_参考网

地热井钻井施工技术研究

速增长的趋势。当聚晶金刚石钻头遇到深层地层中的硬土层时，钻进速度明显下降，延长了钻井时间，降低了钻头寿命，增加了钻井成本。针对这一问题，冲击式钻井技术被应用到地热井钻井工程中，以提高穿透率(ROP)[1]。根据以往的研究，冲击式钻具可分为旋转式、扭转式和复合式冲击式钻具。在所有类型中，旋转冲击式钻具已被证明有利于提高穿透率，主要原因是其冲击锤主要在轴向往复运动，产生的轴向应力波可用来协助破岩[2-3]。鉴于此，开展旋转冲击钻具的研究，通过改善冲击参数来提高

化工管理 2023年29期2023-10-24

路面铣刨机专用聚晶金刚石截齿头的研究与制备

刨机厂商提出使用聚晶金刚石截齿头代替传统的硬质合金截齿。聚晶金刚石截齿头具有远超硬质铝合金的硬度、耐磨性、抗冲击性和使用寿命，并且具有较高的自锐性，能够提升路面铣刨机的施工效率和对沥青混凝土路面的切削质量。1 聚晶金刚石截齿头的改进根据对传统硬质合金截齿的磨损情况观察，可以发现硬质合金截齿的主要磨损位置是截齿头，约有92%以上报废的硬质合金截齿的报废原因是截齿头破损[1]。原因在于目前沥青混凝土路面的硬度较高，并且还伴有一定程度的石英颗粒，在路面铣刨机作业

设备管理与维修 2023年14期2023-08-27

基体界面形状对PDC残余应力数值模拟研究*

导致PDC钻头的聚晶金刚石层与岩石接触面的摩擦温度过高，使聚晶层强度降低、磨损加快，很容易出现脱层、热磨损等失效现象，从而导致PDC钻头的使用寿命缩短[3-5]。研究还发现[6-7]：导致PDC热失效的一个主要内部因素是残余应力的存在；由于金刚石和硬质合金的热膨胀系数、弹性模量差距较大，高温高压烧结后，复合片在冷却过程中很容易在界面处出现较高的残余热应力，导致强度降低。特别是在强大的外力或较大的温度变化下，金刚石层很容易从硬质合金层上脱落。因此，研究PDC

石油机械 2023年7期2023-07-22

基于空载率检测的聚晶金刚石复合片电火花线切割加工研究

210016 ）聚晶金刚石复合片（polycrystalline diamond composite，PDC）是由金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压、超高温条件下烧结而成[1]，具有高强度、高硬度、高耐磨、抗冲击、可焊接等性能，已广泛用于航空航天、电子加工、汽车、医疗及矿山机械等领域。电火花线切割加工不受加工材料的硬度和强度的影响，是一种有效而经济的PDC 刀具加工方法；然而由于PDC 中所含聚晶金刚石颗粒不导电，造成电火花线切割加工较难，且易弯丝断丝。

电加工与模具 2023年2期2023-05-09

石墨烯对聚晶金刚石的影响试验研究

026)0 引言聚晶金刚石 (Polycrystalline Diamond，简称PCD) 是由金刚石微粉在高温(约1400℃)、高压(约6 GPa)下烧结而成的复合材料，在烧结过程中，一般需要加入金属或非金属添加剂，以促进金刚石的烧结[1]。聚晶金刚石由于其较高的硬度、耐磨性，广泛应用于切削工具、钻头和磨料磨具行业，但常常因热稳定性及韧性较差而导致的失效大大限制了它的应用。为了提高聚晶金刚石的耐热性，国内外通常的做法是去除其中的金属添加剂，或是通过添加高

超硬材料工程 2022年5期2023-01-16

铁含量对聚晶金刚石性能的影响

00)0 引言聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond)烧结体是由人造金刚石微粉和黏结剂在高温高压间接静压(1 400 ℃～1 600 ℃、5～7 GPa)条件下烧结而成的一种极限功能材料，也称金刚石烧结体。在PCD的烧结过程中，粘结剂在金刚石微粒之间生成了以铁、钴、镍和碳化钛等为主要成分的连接桥[1-3]。GE公司在上世纪70年代初开发出聚晶金刚石之后，国内外的诸多学者对金刚石的烧结过程进行了广泛研究，在金刚石形核和生长机理等方面获得

杨凌职业技术学院学报 2022年3期2022-10-13

金刚石/Ti 热压扩散过程的分子动力学模拟

界面反应，并通过聚晶金刚石与钛箔的热压扩散试验，验证金刚石/Ti 热压扩散过程的分子动力学模拟结果。1 分子动力学模拟方法1.1 势能函数分子动力学模拟选用改进型嵌入原子势（MEAM），MEAM 势函数普遍用于描述金属多体势和金属原子间相互扩散，MEAM 势函数的表达式为[15]：MEAM 势函数能够较好地描述C、Ti 和Ti—C之间的相互作用，它们之间的MEAM 势函数相关参数见表1 和表2[16]。表中Ec为结合能，re为最近邻距离，B为体积模量。表1

表面技术 2022年8期2022-08-30

耐冲蚀耐腐蚀硬质合金泥浆脉冲发生器转子及其制备方法

硬质合金的韧性与聚晶金刚石耐腐蚀、耐冲蚀性的性能组合，显著提高了硬质合金转子的耐冲蚀、耐腐蚀性能，延长了传统硬质合金转子的使用寿命。泥浆脉冲器脉冲发生机构如图2 所示。转子摆动或旋转剪切流体产生泥浆压力波，调制泥浆压力波后，把井下的信息带到地面，解析后得到井下地质参数或钻井工程参数。1 技术方案设计耐冲蚀耐腐蚀转子是在硬质合金转子本体的泥浆冲蚀面上粘结聚晶金刚石层，如图3 所示。聚晶金刚石材料结构致密，具有较高的硬度、耐磨性和优良的耐腐蚀性能。原料中的金刚

现代制造技术与装备 2022年5期2022-07-22

聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响

450016）聚晶金刚石复合片（PDC）是由金刚石粉料与硬质合金在高温高压（HPHT）下烧结后得到毛坯，再经过一系列的加工而得。PDC 的出现解决了单晶金刚石受冲击沿(111)晶面易解理破损的问题。PDC 拥有硬质合金的抗冲击韧性，且其具有的抗磨损均匀性、耐热性、导热性等已超过天然金刚石的[1-3]。目前，PDC 已广泛应用于汽车、航空航天、电子、宝石加工、建筑等行业的刀具制造中[4-6]。可用作PDC 黏结相材料的有金属、陶瓷和金属陶瓷复合材料等[7]

金刚石与磨料磨具工程 2022年1期2022-03-22

仿生耦合PDC单齿的设计及其仿真*

瓣为仿生原型，从聚晶金刚石的切削刃面、聚晶金刚石-硬质合金交接面的结构及聚晶金刚石的表面形态这3个方面入手[5]，设计出一种破岩效率更高、更耐磨、切削平稳性更好的仿生耦合PDC切削齿，并对仿生耦合PDC切削齿与常规PDC切削齿进行单齿仿真对比，以期为PDC钻头的优化设计提供一定的指导。1 耦元设计1.1 聚晶金刚石切削刃面穿山甲擅长掘土，它体表的鳞片就像一个个小刀片，在纵向呈交错排列，这种独特的排列结构减少了单个鳞片切土时所受到的作用力。假设每次切土的厚度

石油机械 2021年8期2021-08-09

利用正交实验制备金刚石薄膜及其场发射的研究*

该膜是微米金刚石聚晶颗粒镶嵌非晶碳膜上面的复合结构。最后采用二极管结构进行场发射实验。实验装置图3(a)是DHY8000 型高压稳压直流电源，通过如图3(b)所示电路测试了开启电场、场发射电流与外加电压的关系曲线(I-V)，以及发射点密度分布特征。场发射阴极是微米金刚石聚晶薄膜，阳极是玻璃上沉积透明的、覆盖一层荧光粉的导电薄膜(ITO)，两极间距275 μm。测量时，真空度高于5×10-5Pa。利用厂家为中科院仪器中心，型号为MTV-1881EX 的CCD

电子器件 2021年2期2021-05-21

金刚石复合片合成材料和工艺研究进展

剂/粘合剂渗透到聚晶金刚石粉末中，催化聚晶金刚石颗粒间形成金刚石键，并将聚晶金刚石与碳化钨基体粘结在一起，是金刚石复合片合成的重要材料。传统的钴催化剂/粘合剂在高温钻井作业中不仅会与金刚石热膨胀不匹配从而产生残余应力[1]，还会催化金刚石发生热降解[2]。因此使用钴催化剂/粘合剂合成的金刚石复合片难以适应越来越多的深层、超深层钻井需求。如何寻找既能满足高温高压合成又不影响合成后金刚石复合片的性能的催化剂/粘合剂替代材料或合成工艺，是金刚石复合片合成人员关心

超硬材料工程 2021年6期2021-03-28

提高微米金刚石聚晶薄膜的场发射点密度研究*

较好的微米金刚石聚晶薄膜[10-13]。1 实验利用直流磁控溅射装置在纯平陶瓷上，镀一层金属钛，以镀有金属钛层的陶瓷为衬底，用金刚砂充分打磨，去离子水超声清洗后，放入MPCVD 腔中，先后三次调整不同的参数，制备出三种不同的微米金刚石聚晶碳膜。第一种参数是:微波的功率1 700 W，氢气流量是100 sccm，甲烷流量是10 sccm，反应室气压6 kPa，衬底的温度800 ℃，沉积时间2.5 h，制备出以陶瓷为衬底的微米金刚石聚晶颗粒薄膜。第二种参数是:

电子器件 2021年6期2021-03-11

聚晶金刚石高温高压合成工艺研究进展

50001)引言聚晶金刚石(polycrystalline diamond，PCD)是继人造金刚石单晶之后发展起来的新型超硬材料。凭借其较高的硬度、耐磨性、导热性、耐腐蚀性等性能，在一系列用于车削、镗孔、铣削和开槽加工操作的高性能工具中，有很大的潜力取代硬质金属、陶瓷和天然金刚石，广泛应用于汽车制造、航空航天、家居建材、石油勘探等领域。通常PCD按照粘结剂的不同可划分为三个种类：粘结剂以Fe、Co、Ni等金属为主的金属基PCD；粘结剂以SiC、TiC、WC

超硬材料工程 2021年5期2021-02-18

不同类型碳源爆轰合成聚晶金刚石特性研究

使外加碳源相变为聚晶金刚石，通过爆轰法得到的聚晶金刚石简称DPD(detonation polycrystalline diamond)。在爆炸产生的极端环境条件下，金刚石成核的临界直径很小，碳源会大量成核、聚结从而形成微米级的DPD。聚晶金刚石具有许多单晶金刚石所不具有的性能，如冲击韧性，可加工性，自锐性等，因此在许多领域中得到了广泛的应用。目前多以石墨作为外加碳源，采用直接爆轰法对聚晶金刚石进行工业化生产，但对于其他类型外加碳源的研究较少，自然界中存在

兵器装备工程学报 2020年12期2021-01-12

新型无粘结剂聚晶氮化硼材料的飞秒激光加工研究

187)0 引言聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride, PcBN)具有硬度高、韧性好、耐磨性高等优点，在加工黑色金属时的材料去除效率可以达到金刚石的10倍，经济效益显著，综合加工成本相对较低[1]。因此，PcBN在切削、磨削等加工领域的应用十分广泛，也是非常有潜力的超硬刀具原材料。但是目前工业上所使用的PcBN材料都含有金属或陶瓷粘结剂，粘结剂的存在一定程度上提高了聚晶块材的断裂韧性(3～6 MPa·m0.

燕山大学学报 2020年6期2020-12-08

新型金刚石扩孔器的研究

孔器上的保径材料聚晶只是一种耐磨材料，没有主动克取岩石的能力，只能被动磨损，钻头寿命越长缩径现象越明显，而且一般情况下只有钻头完全消耗没才提钻，新钻头下孔必须扫孔，会造成钻头的非正常磨损，也容易发生卡钻等事故。这是由于金刚石钻头外径逐渐磨损而扩孔器却只能被动消耗，且扩孔器靠近金刚石钻头的胎体部分会先被消耗，被动消耗的结果就是扩孔器的胎体部分会被消耗成为一个锥形体。当这种椎体达到一定角度时，会产生一种平衡状态，即整个胎体的工作量基本相同。根据这种现象，本研究

吉林地质 2020年3期2020-10-21

青藏高原东南缘腾冲后碰撞粗面安山岩形成的深部岩浆过程：来自辉长质物质的启示*

大量辉长质的矿物聚晶(glomerocryst)与循环晶(antecryst)，这些辉长质的物质通常为岩浆上升过程中捕获的岩浆房中的晶粥(Costaetal., 2002; Jerram and Martin, 2008; Cashman and Sparks, 2013; Edmondsetal., 2019; Lissenbergetal., 2019)。由此可见，安山岩及其携带的辉长岩包体的岩石学、矿物学、矿物化学和岩石地球化学特征为揭示安山岩的成因

岩石学报 2020年7期2020-08-11

一种搬运重物的无人机

程和设计咨询公司聚晶（Plextek）科技公司与无人机专业制造商格里夫（Griff）公司合作开发了一种新型无人机。格里夫公司正在研发的该型无人机能够搬运超过250kg任务载荷，采用聚晶科技公司经过优化的微型电子扫描（E-scan）雷达和高级软件，可在多种复杂环境中安全飞行，适合在涵盖山区和森林的崎岖地形搬运建筑设备和材料。电子扫描雷达在60 GHz毫米波段工作，能够探测到长达60m的电力线以及无人机周围的建筑物、桥梁、植被及其他物体，探测距离达300m，探

无人机 2020年1期2020-07-20

金刚石复合片内部结构优化研究

区别[8-9]。聚晶金刚石刀具是由金刚石聚晶(Polycrystalline Diamond,简称PCD)加工而成的。PCD是由金刚石粉体在催化剂的作用与高温高压环境下金刚石与金刚石颗粒之间形成的D-D键而合成的大块聚晶[10]。其优点是各向同性，价格相对低廉。金刚石聚晶(PCD)加工后焊接到金属刀柄上经过精加工就能得到PCD刀具[11]。但是金刚石本身与金属材料亲和性差，简单的焊接显然不牢固，因此，科研人员尝试在金刚石聚晶合成过程中添加合金衬底制备成具备

超硬材料工程 2019年5期2020-01-11

高速切削刀具在数控加工中的应用

常用的刀具材料有聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、基硬质合金、超细晶粒硬质合金等。每一种刀具材料适用的工件材料和切削速度范围都不相同[2]。2.2.1 有色金属及其合金工件材料为有色金属及其合金时，材料的机械强度很高，对于这种材质的工件，可以选用聚晶金刚刀具、涂层刀具等，用很高的切削速度和进给速度进行加工，要避免选用基陶瓷刀具。2.2.2 铸铁和钢工件材料为铸铁和钢时，若切削速度低于500m/min，刀具材料应选择涂层硬质合金刀具等，若切削速度高于500m

河北农机 2020年7期2020-01-08

高性能工程工具截齿材料的研究进展概述

新研制的整体超硬聚晶材料的性能、制备方法和应用情况进行分析和综述。1 硬质合金截齿自20世纪20年代问世以来，硬质合金经过不断发展，目前已经成为工业基础材料，广泛应用于刀具、凿岩钎具等。凿岩工程工具(钎具)是具有代表性的硬质合金制品(工具)之一，是在加工成型的金属基体上镶嵌或焊接不同形状(球形或近似球形截齿居多)、不同等级的硬质合金截齿。硬质合金截齿可称为第一代截齿。硬质合金是钨钴合金，硬度较高、抗磨损，能承受超强高频的冲击负荷。齿柄的材质为合金钢，如30

中原工学院学报 2019年3期2019-08-28

Ni-Ti-B粘结剂体系增强PDC的耐热性研究

026)1 引言聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact, 简称PDC)是一种复合型超硬材料，是通过将金刚石微粉烧结在硬质合金基体上而得到的,它既具备聚晶金刚石材料优异的导热性能、超高硬度以及超高耐磨性，又具备硬质合金材料的高强度和抗冲击韧性[1,2]，所以PDC被广泛应用于工业切削刀具以及钻探领域[3,4]。在钻探领域中，PDC适用于中硬、具有一定研磨性的岩层和地层，但在钻至砂岩或花岗岩等强研磨性、致密性岩层时易发

超硬材料工程 2019年1期2019-04-02

聚晶复合片的钴管理研究进展

 北京)1 前言聚晶金刚石复合片是一种将金刚石微粉和少量粘结剂混合后与硬质合金衬底在高温、超高压下烧结而成的超硬复合材料[1]。它既具有聚晶金刚石的超高硬度和耐磨性，又兼备硬质合金的可焊接性和韧性，在油气钻采、地质勘探、矿物开采及硬质材料加工、金属材料加工等领域有着广泛的应用[2-4]。在聚晶金刚石复合片的烧结过程中，常用的粘结剂为金属钴，其作用为促进金刚石微粒之间D-D键的形成。但是粘结剂钴的存在也是导致PDC在实际钻探切削使用过程中失效的重要因素，因为

超硬材料工程 2019年6期2019-03-19

基于科研实践的“聚晶金刚石/硬质合金复合片的制备与表征”综合实验

国GE公司研制出聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compacts,PDC)[1-2],这是金刚石应用技术发展史上一个重要的里程碑。PDC是采用单晶金刚石微粒与硬质合金基体在高温高压条件下烧结而成的,PDC克服了单晶金刚石受冲击易解理破损的缺陷,硬质合金支撑体具有更高的强度和焊接性,使PDC能承受更大的冲击载荷。因此,PDC已被广泛应用于有色金属、木材和石材加工以及矿采和石油勘探等领域[3-4]。但是,PDC高温合成时硬质合

实验技术与管理 2018年5期2018-06-05

高温高压合成可电火花加工的立方氮化硼烧结体

mm的立方氮化硼聚晶，其具有良好的电火花可加工性，可完全取代传统的带硬质合金衬底的立方氮化硼复合片。2 试验过程选取粉末：10微米cBN粉末、2微米碳氮化钛，其立方氮化硼含量为90vol%，其余为粘接剂和混料引入的杂质。组装按图1－a合成立方氮化硼复合片（标记样品1）；图1－b合成立方氮化硼聚晶（1．9mm厚度标记样品2，4．8mm厚度标记样品3，如图2）。合成后通过电火花对样品进行切割，样品1制成常规CNGA120408刀具1；样品2制成CNGA1204

超硬材料工程 2018年2期2018-05-24

PCD 铣刨刀具完善了维特根旋转式刀具系列

适用于面层修复。聚晶金刚石制造的刀尖，高度耐磨，具有超长使用寿命。纵向磨损轻微，确保铣刨面平整均匀以及持续的切削动力。PCD 铣刨刀具很好地补充了现有传统碳化物刀尖刀具的产品范围，能够满足特殊应用工况的需求。PCD(聚晶金刚石)是由碳和碳化物合成的一种高精密材料。PCD 刀尖由不同材料层构成：金刚石颗粒聚集的上表层、中间层以及碳化钨基底。PCD 刀尖基本上就是带有金刚石镀层的碳化物刀尖。中间层是维特根采用的一种独特设计，用以消弱碳化钨基底和高度耐磨的聚晶金

超硬材料工程 2018年6期2018-03-26

深耕精密与超声加工铸就科技与工业强国 ——记北京交通大学教授张勤俭

成为全世界最大的聚晶金刚石加工基地，每年加工直径58毫米的聚晶金刚石复合片6万片，占中国市场的50%以上。电加工所的产品被广泛应用于多个行业，迄今为止，该基地已经创造产值18亿多元。此外，他针对聚晶金刚石复合片分类和检测效率低、出错率高的问题，独立开发了“聚晶金刚石复合片分类系统”、“聚晶金刚石厚度检测系统”和“聚晶金刚石平面度检测系统”3个软件，这3个软件至今已经使用了16年，创造的经济效益高达8000万元。张勤俭还主导了大孔径拉拔模具的研发工作，提出了

科学中国人 2018年22期2018-02-20

富硼氧化物专利分析

超硬材料；单晶；聚晶1 富硼氧化物技术发展历史富硼氧化物的研发大致经历了4个阶段，现对其特点表现作如下论述。1.1 第一阶段第一阶段是1909—1963年，是技术的初创期。这一阶段对富硼氧化物的研究都在实验室内开展，且都集中在美国，主要采用常温常压的方法，意图证明这类物质的存在及其化学组成。早在1909年，Weintranb使用Mg还原B2O3，第一次发现了B7O的存在，并用化学分析方法确定其化学组成，但是囿于此后一直没有手段准确地将其与B和B2O3的混合

科技与创新 2017年20期2017-11-30

衬底对微米金刚石薄膜制备及特性的影响*

发射电子;金刚石聚晶界面里的非晶碳层有好的导电性能，易于电子的传输;以及金刚石拥有众所周知的稳定性等等特性，这些都是优秀场发射显示器阴极材料应该具有的品质，所以对金刚石聚晶薄膜作为场发射阴极材料的研究中，我们课题小组做了大量的工作［4］。制备微米金刚石聚晶薄膜采用的方法是微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)。对制备场发射优秀的微米金刚石阴极薄膜，衬底和处理是很重要的。衬底首先要有良好的导电性，保证电子传输的通畅，以金属为最好;其次要容易和碳元素稳定结合

电子器件 2017年1期2017-09-06

复合超硬材料的高压合成与研究∗

米、亚微米、微米聚晶金刚石与立方氮化硼、立方相氮化硅-金刚石超硬复合材料以及金刚石-立方氮化硼超硬合金(复合)材料等,这些新型的复合超硬材料已经被成功合成,各种性能检测表明这些复合超硬材料的硬度、热稳定性等主要性能已明显超越传统超硬材料,可成为有广阔应用前景的新一代复合超硬材料.文中还介绍了近些年研究复合超硬材料出现的一些新的思路、方法与途径,并对复合超硬材料的进一步研究做出了展望.复合超硬材料,高温高压,金刚石,立方氮化硼1 引言通常维氏硬度高于40

物理学报 2017年3期2017-07-31

脱钴对聚晶金刚石热稳定性能的影响

0500)脱钴对聚晶金刚石热稳定性能的影响范 萍，薛 屺，易 诚，董朋朋，蓝 红(西南石油大学材料科学与工程学院，四川 成都 610500)本文介绍了一种在碱性电解液中电解聚晶金刚石内金属钴的方法。通过BSE观察到聚晶金刚石内金属钴的堆积方式有两种：大部分钴沿着金刚石颗粒边界延伸并包围金刚石颗粒，少量的钴团聚在一起，呈岛状堆积。EDS确定脱钴区域残余的钴含量为2.75%，而未脱钴区域的钴含量为13.45%，即79.5%钴在电解过程中溶解，且深度为170μm

材料科学与工程学报 2017年1期2017-03-07

减少聚晶金刚石复合片残余应力的若干途径

1004)﻿减少聚晶金刚石复合片残余应力的若干途径张 喆(桂林特邦新材料有限公司，广西 桂林 541004)聚晶金刚石复合片因具有硬度高、耐磨性佳、冲击韧性好等特性，广泛应用于难加工材料的切削加工、石油开采与地质勘探等多个领域。然而由于金刚石与硬质合金的物理性能差异较大，冷却时易在界面处产生残余应力，从而导致聚晶金刚石层与硬质合金层脱离，这是聚晶金刚石复合片失效的主要原因。因此，文章对近年来减少聚晶金刚石复合片内残余应力的各类途径进行归纳总结，并对其未来发

超硬材料工程 2016年5期2016-11-28

聚晶金刚石的ELID精密磨削试验研究*

256600)﻿聚晶金刚石的ELID精密磨削试验研究*关佳亮①朱磊①孙鲁青②陈玲①(①北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京 100124；②山东省滨州学院机电工程系，山东 滨州 256600)针对聚晶金刚石刃口加工的精度低、效率低、刃磨质量差的问题，采用同步电解修锐(ELID)精密磨削技术，对聚晶金刚石进行了精密磨削试验研究。首先，通过单因素试验探究砂轮粒度、磨削角度、磨削深度、砂轮转速以及工件移动速度对加工刃口质量的影响；然后，利用正交试验获得各

制造技术与机床 2016年1期2016-08-31

聚晶金刚石复合材料在钻杆接头表面应用的可行性分析

京102249）聚晶金刚石复合材料在钻杆接头表面应用的可行性分析张 凯a，王镇全b，王德国a，赵 波a
（中国石油大学（北京），a．机械与储运工程学院；b．石油工程学院，北京102249）①钻杆接头防磨材料应具有双向保护特性，防磨材料的性能是影响其双向保护性能的关键因素。根据聚晶金刚石的物理、化学性质可知，聚晶金刚石材料是理想的钻杆接头防磨材料。为分析聚晶金刚石用作钻杆接头防磨材料的可行性，采用对比模拟的试验方法，考察了新型钻杆接头防磨材料与其他常规防磨材

石油矿场机械 2015年6期2015-07-23

金刚石-SiC、纳米结构金刚石-TiC、金刚石-金刚石直接成键型聚晶的制备与表征

金刚石直接成键型聚晶的制备与表征王海阔1,邵华丽1,贺端威2,陈永杰1,张方方1(1.河南工业大学材料学院,郑州 450007;2四川大学原子与分子物理研究所,成都 610065)主要报道金刚石-SiC、纳米结构金刚石-TiC、金刚石-金刚石直接成键型三种典型金刚石聚晶材料的制备与表征,详细叙述了纳米结构金刚石-TiC聚晶的制备过程。对三种金刚石聚晶材料的硬度、热稳定性、导电性进行了分析,并对它们的性能进行了比较。金刚石-SiC聚晶;纳米结构金刚石-TiC

超硬材料工程 2015年1期2015-05-17

聚晶金刚石复合片导电性检测方法浅析

 450016)聚晶金刚石复合片导电性检测方法浅析屈继来,李思成,方海江(河南四方达超硬材料股份有限公司,河南郑州 450016)主要介绍了两种检测聚晶金刚石复合片导电性的方法:EDM-W和EDM-G。通过这两种方法对不同厂家的三种产品进行了检测,检测结果表明,河南四方达产品的导电性最好,稳定性居中,国内某厂家的产品导电性和稳定性最差。聚晶金刚石复合片;导电性1 引言聚晶金刚石(PDC)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni等金属粉末均匀混合后,在

超硬材料工程 2015年4期2015-05-15

富耐克荣获“聚晶立方氮化硼标准制订单位”

富耐克荣获“聚晶立方氮化硼标准制订单位”富耐克超硬材料股份有限公司是中国立方氮化硼(cBN)磨料研发制造基地,拥有者25年的研发制造经验。早在2002年富耐克就获得“中国立方氮化硼标准”,2013年富耐克凭借着多年在聚晶立方氮化硼方面研究发明创新荣获:“聚晶立方氮化硼标准制订单位”。富耐克是全球领先的cBN磨料与刀具供应商,是国内最大的PcBN刀具生产企业和解决方案提供者,设有省级技术研发中心和院士工作站。作为全球超硬材料行业最有影响力的企业之一,富耐克P

超硬材料工程 2014年5期2014-03-27

加工铁基粉末冶金的刀具

而成,是一种整体聚晶立方氮化硼刀片,适合粉末冶金零件的大余量切削,吃刀量ap≤3.5mm;可用于粉末冶金零件的粗加工和半精加工,是一种整体cBN刀片结构。刀具牌号如何选用1,根据工件的预留加工余量选择:BN-S50牌号的切削深度不能大于0.3mm;BN-K20牌号的切削深度一般不能超过0.5mm;而BN-S20牌号粗精车均可用,适合大余量切削用。2,BN-S50牌号的cBN晶粒更细,高温切削状态稳定性能优异,适合在0.25mm的吃刀深度内进行高速精加工,能

超硬材料工程 2014年5期2014-03-27

聚晶金刚石复合片(PDC)放电修磨的实验研究①

京102308)聚晶金刚石复合片(PDC)放电修磨的实验研究①黄水利,郑利强,安玉贵,刘燕萍(北京凝华科技有限公司,北京102308)耐磨性是衡量PDC好坏的首要指标。通过实验验证:大规准高能量的放电会对聚晶金刚石层产生破坏,但是通过合理选用电规准,分级设置加工深度和相适应的脉冲参数,可以兼顾放电效率、表面粗糙度和对金刚石层的不良影响。通过对PDC的精细放电,放电后经过铸铁盘抛光,以及与纯粹机械研磨、铸铁盘抛光三者的磨耗比的对比,结果显示三者的耐磨性没有明

超硬材料工程 2014年3期2014-03-24

大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征①①

0016)大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征①①李思成,方海江(河南四方达超硬材料股份有限公司,河南郑州450016)利用国产六面顶压机,合成出了直径为51mm的国内最大的聚晶金刚石复合片。超声波微成像分析表明,样品无大批量分层、裂纹、金刚石厚度不均等缺陷。切削试验显示,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。大直径;聚晶金刚石复合片;超声波微成像;切削试验1 引言金刚石作为自然界已知最硬的材料,在工业上有着广泛的应用。1973年美国G.E公司成功地

超硬材料工程 2014年6期2014-03-24

金刚石复合铣刨刀头的研究与应用①

究提供了一种新型聚晶金刚石铣刨刀头,实验表明,聚晶金刚石铣刨刀头与传统硬质合金铣刨刀头相比,大大提升了使用寿命、提高了工作效率并且减少了损耗,是路面养护和维修的理想工具。聚晶金刚石复合齿;金刚石复合铣刨刀头;硬质合金1 引言铣刨刀头是铣刨机上的关键部件,也是主要消耗件之一。近年来,随着全国公路总里程的逐年增加以及公路的后期翻修、养护等,市场对铣刨刀头的需求量大幅增加[1][2]。但是经过调查发现,传统的铣刨刀头由于其本身材料的局限性,容易出现磨损、齿头脱落

超硬材料工程 2014年6期2014-03-24

复合型无压扩孔器的研制与应用

骨架粉末装入粘有聚晶和金刚石的扩孔器模具中，经过适当的敲振后使骨架粉末达到规定的装料密度，然后在其上部装入一定量的粘结金属。在烧结过程中当达到烧结温度后，粘结金属熔融，靠毛细作用使粘结金属浸入到骨架粉末中形成一种假合金胎体，借助粘结金属与钢体的热分子交换使胎体与钢体焊接。出炉冷却后，胎体即可达到所需求的性能，如机械强度、硬度、以及对金刚石及聚晶包镶能力等。2 扩孔器胎体配方在确定胎体配方时不能只注重扩孔器胎体的硬度，而应注重提高其耐磨性以提高使用寿命，不应

地质装备 2014年3期2014-03-01

仿生耦合聚晶金刚石复合片钻头

探和油气钻井中，聚晶金刚石复合片（PDC）钻头因其出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已经成为最常用的破岩工具之一[1-2]。然而，常规PDC钻头存在几点不足：①由于聚晶金刚石与硬质合金的线膨胀系数相差较大（金刚石为0.634×10−6K−1，聚晶金刚石为 0.90×10−6～1.18×10−6K−1，硬质合金为 4.1×10−6～6.0×10−6K−1），使得聚晶金刚石与硬质合金在二者交接面处热力学特性匹配不好，存在较大的残余热应力，极易导致金刚石与硬质合

石油勘探与开发 2014年4期2014-01-15

金刚石复合齿潜孔钻头的研究与应用①

章提供了一种新型聚晶金刚石潜孔钻头，实验表明，聚晶金刚石潜孔钻头与传统硬质合金潜孔钻头相比，可大大提升钻头寿命，提高钻头的工作效率，降低消耗，是钻进中硬岩层的理想钻头。聚晶金刚石复合片；金刚石复合潜孔钻头；硬质合金1 引言潜孔钻头是潜孔凿岩工程中的关键工具，也是主要消耗件之一。据统计，在凿岩成本中，钻头费用占20%以上。目前市场上主要为镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头，这种潜孔钻头在面对极硬的地层时，由于硬质合金柱齿头耐磨性差，导致钻头使用寿命短，延长了工程周

超硬材料工程 2013年1期2013-11-21

聚晶金刚石高速研磨温度场的有限元分析*

110159)聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond，简称PCD)具有接近天然金刚石的硬度、耐磨性以及与硬质合金相当的抗冲击性，化学性能稳定，在精密切削等领域得到广泛应用［1］。PCD的精密加工方法之一就是采用金刚石砂轮进行研磨加工。研磨时高速旋转的砂轮与工件表面接触摩擦，产生摩擦热，大部分热量被传入工件，引起工件表层局部的高温。高温一方面有利于PCD材料的去除及研磨表面粗糙度值的减小;另一方面过高的温度会导致研磨表面的热损伤，出现严

制造技术与机床 2013年1期2013-09-28

聚晶金刚石复合体的发展现状与展望①

081）1 前言聚晶金刚石复合体（PDC）是采用金刚石微粉与硬质合金衬底为原料用粉末冶金的方法烧结而成的复合超硬材料，如图1所示。由于它有金刚石聚晶层极高的耐磨性和硬质合金的抗冲击韧性，因而广泛地应用于石油、地质、煤田的开采钻探及机械加工的多个领域中［1］。聚晶金刚石复合材料用于机械加工的刀具，要求其耐磨性、耐热性高，另一方面用于地质钻头时，要求具有更高的冲击强度。由于制造工艺不同及成分不同，PDC的性能也各不相同［2］。图1 聚晶金刚石复合体的剖面图Fi

超硬材料工程 2013年5期2013-09-10

聚晶金刚石复合柱齿潜孔钻头的研制

87年研制成功的聚晶金刚石复合柱齿。其在中小钎头、石油牙轮钻头的应用中取得了较好的效果。目前国内市场上的潜孔钻头主要还是以硬质合金齿潜孔钻头为主，聚晶金刚石复合柱齿潜孔钻头在国内市场上还鲜有见闻。为此，非常有必要对聚晶金刚石复合柱齿潜孔钻头进行深入研究。2 聚晶金刚石复合柱齿聚晶金刚石复合齿是在高温高压下由人造金刚石与硬质合金一次烧结而成的超硬材料制品，它不但具有金刚石所具备的强度高，耐磨等优点，同时还具备了硬质合金所具备的抗冲击性强、出刃大等特点。其关键

河南科技 2013年7期2013-08-14

特性爆炸纳米多晶金刚石及其新的理论技术(上)①

“晶核”,“原生聚晶颗粒”和“聚合聚晶颗粒”。“原生聚晶颗粒”呈球形由“晶核”集聚而成,但再不能用现代物理化学手段将其分离开来;“聚合聚晶颗粒”是由许多“原生聚晶颗粒”集聚而成的微米和亚微米级颗粒。“原生聚晶颗粒”的粒度是这种纳米多晶金刚石的特性显示,文中显示的“原生聚晶颗粒”粒度在50nm上下。晶核;原生聚晶颗粒;聚合聚晶颗粒:抛光试验;凯模型;二相粉末1 石墨-金刚石冲击相变通常的相变是在常压下由于温度变化引起的相变,但据热力学中Gibbs自由能的定义

超硬材料工程 2013年4期2013-05-16

金刚石烧结体(PCD与PDC)的发展概况(三)①

。金刚石烧结体;聚晶;复合片;钻头;刀具;拉丝模3.2 制造工艺流程图17为PCD与PDC制造工艺过程的简单描述,每一工序各个企业都有自己的经验与诀窍,在此无法一一表述。在烧结工艺诸因素中起决定作用的是压力,烧结压力一般为5.5～6Gpa,最好是6.5～10GPa,采用更高压力的烧结,可以提高烧结体的密度、硬度及耐磨性。但高压腔压力越高,硬质合金顶锤越容易损坏,因此通常工业用的烧结压力采用5.5～6GPa。烧结温度的选择与下列因素有关:a.烧结压力越高,烧

超硬材料工程 2013年6期2013-05-16

浅谈采用热压浸渍法进行聚晶钻头的研制

65201）1 聚晶特性及聚晶钻头制造方法的选择1．1 聚晶的特性聚晶是由许多十分微小的金刚石微粒微粉经过再次人工聚合形成大颗粒的多晶金刚石，具有硬度高、静抗压强度大、耐磨性和研磨能力强热稳定性好，结构致密均匀等特点。1．2 聚晶钻头制造方法的选择我们采用热压浸渍法研制金刚石聚晶钻头。该方法的特点是烧结和压制同时进行（一般在结合剂粉末的烧结温度下进行压制）。不仅广泛用于制造孕镶金刚石钻头，也可用于制造表镶金刚石钻头、复合片钻头等。由于聚晶烧结体体积小，热稳

地质装备 2012年2期2012-10-08

激光刻蚀类球状微米金刚石聚晶薄膜对场致电子发射稳定性的影响

类球状微米金刚石聚晶薄膜对场致电子发射稳定性的影响高金海1，张武勤1，李 桢1，张兵临2（1.郑州师范学院物理系，河南郑州450044；2.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，河南郑州450052）在覆盖金属钛层的陶瓷上，通过微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜，并通过激光刻蚀金刚石聚晶薄膜的表面.利用扫描电子显微镜、拉曼光谱，X射线衍射分析了刻蚀前后的结构和表面形貌，测试了刻蚀前后薄膜的场致电子发射特性，发现激

物理实验 2012年10期2012-09-20

技术进步下的替代与创造，从金刚石看新材料的成长之路

一致：单晶合成与聚晶合成两次创造性技术进步与金刚石绳锯带来的石材加工革命成就了行业的突破成长，而生产技术进步、原辅料改进与设备大型化等所带来的成本下降则加速行业需求与供给的规模发展。推衍行业未来走势：单晶关注供给，聚晶期待替代目前的金刚石产业格局是，国外企业依靠技术优势依然占据高端聚晶市场，而我国则依赖成本优势成功实现了技术相对成熟和稳定的单晶全球产能转移。因此，单晶方面，在需求平稳增长的情况下，已经摆脱技术等因素限制的行业供给成为行业未来的不确定因素，而

超硬材料工程 2012年4期2012-04-02

复合超硬材料前景广阔

料行业除了复合(聚晶)超硬材料行业外还有单晶超硬材料行业(单晶金刚石/立方氮化硼材料)。金刚石和立方氮化硼等材料由于其极高的硬度,统称为超硬材料,而复合超硬材料主要是指以金刚石和立方氮化硼微粉等单晶超硬材料为主要原料,添加金属或非金属粘结剂通过超高压高温烧结工艺制成的聚晶复合材料。复合超硬材料广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、木材、建筑、汽车、家电等传统领域,电子信息、航天航空、国防军工等高技术领域。处于超硬材料及其制品产业链中下游位置的材料有

超硬材料工程 2011年2期2011-04-01

氮离子注入对类球状微米金刚石聚晶膜的影响

类球状微米金刚石聚晶薄膜.为了提高场致电子发射性能，可以从影响发射电流的因素进行分析，根据场发射的理论公式Fowler－Nordheim方程在外场一定的情况下，影响场发射电流的因素是场增强因子β和表面功函数Φ，在膜外形基本一定的情况下场增强因子β变化不大，要想改变场电子发射特性，只有降低膜的表面功Φ.通过改变表面性能来改变场发射效果的方法很多：如利用氢、氨等离子体处理表面[8]，增加表面金属涂层[9]，掺杂不同成分的方法[10]等，本实验通过表面氮离子注入

物理实验 2011年10期2011-02-01

我国超硬材料的现状与发展①

。1.2 金刚石聚晶与复合片聚晶是人们还希望得到大颗粒金刚石，而又没有的时候想出的一个方法。在考察天然金刚石时发现自然界也同样有类似的品种，如：圆粒金刚石（波尔特型）、黑色金刚石（卡邦那达型）、巴拉斯型，这就是我们发展金刚石聚晶的基础。在此基础上，又发明了以硬质合金作为衬底的复合片，这样进一步提高了聚晶的适用性。1.2.1 形态与产量聚晶的形态是由用途而决定的，早在上世纪70年代初笔者就提出多层、密集排列等原则性理念。现在这种理念已被广泛应用，如河南某企业

超硬材料工程 2011年5期2011-01-25

镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究①

金刚石制备金刚石聚晶的研究①王连儒1,王琰弟1,马红安1,贾洪声1,陈会1,贾晓鹏1,2(1.吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林长春130012;2.河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000)在国产六面顶高压设备上,以镀钛金刚石为原料,镍基合金为烧结助剂,采用熔渗法成功制备了金刚石聚晶(PCD),通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Ram an)等测试方法,研究了不同烧结压力和温度对镀钛金刚石聚晶组织形貌的影响,与普通金刚

超硬材料工程 2010年4期2010-10-14

聚晶金刚石复合片钻头失效形式

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。(1)基体非正常磨损。PDC钻头工作条件极为苛刻。作为PDC钻头基体不仅要有较强综合机械性能,还要有较好热振性抗腐蚀性。基体材质、加工精度、热处理工艺焊后修磨等显得很重要。这就要求基体材质要选用42CrM o、35CrM nSi等优质低碳合金钢材料,加工成基体要进行相应热处理,即淬火后

超硬材料工程 2010年1期2010-04-03