?金剛石復(fù)合片鉆頭的上風(fēng)未怎么發(fā)揮

金剛石復(fù)合片鉆頭的上風(fēng)未怎么發(fā)揮

　　金剛石復(fù)合片是由聚晶金剛石層(PCD)與硬質(zhì)合金層構(gòu)成的超硬復(fù)合材料，由它做成的鉆頭具有很高的耐磨性、抗沖韌性和銳利的切削刃因而在煤田鉆探中就獲得了廣泛的應(yīng)用。但是在具體使用過(guò)程中，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、人工操縱、工藝處理等方面存在著不規(guī)范之處，使金剛石復(fù)合片鉆頭的上風(fēng)未能很好地發(fā)揮出來(lái)，造成不該有的損失。

　　褲體的非正常磨損

　　金剛石復(fù)合片鉆頭的工作條件非?？量?，在工作中不但承受巨大的壓力，同時(shí)還承受交變的沖擊力，各種力的復(fù)合作用導(dǎo)致切削過(guò)程中的摩擦異常激烈，作為PDC鉆頭的基體不僅要有較強(qiáng)的綜合機(jī)械性能，還要由較好的熱振性和抗腐蝕性。褲體的材質(zhì)、加工精度、熱處理工藝、焊后的修磨等變得很重要，這就要求褲體材質(zhì)要選用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，如42CrMo35CrMnSi等材料，加工成的褲體要進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，即淬火后進(jìn)行低溫回火，褲體熱處理后的表面硬度在40～42HRC之間，組織為回火馬氏體。

　　刀片的破損

　　刀片的破損又分為以下幾種形式：金剛石層與WC基托層的分離主要原因是金剛石涂層工藝技術(shù)欠成熟穩(wěn)定，金剛石與基體的附著力較差，從而造成金剛石薄膜過(guò)早地從WC基托層上剝離而失效，降低了金剛石鉆頭的使用壽命及切削性能。

　　進(jìn)步膜/基附著力的工藝措施：進(jìn)行表面的凈化、粗化處理，清除硬質(zhì)合金刀具在制造過(guò)程中不可避免地殘留在基體表面上的污染物、吸附物、氧化物，以改變基底表面的微觀結(jié)構(gòu)；往除表面附著強(qiáng)度較低的WC顆粒，以增加反應(yīng)氣源與基體的接觸面積，增加基底表面的表面能，進(jìn)步金剛石在異質(zhì)基體上的成核密度，從而增強(qiáng)膜/基的附著力。

　　常用的方法有：化學(xué)清洗、機(jī)械微粉嵌鑲，液體超聲波處理等。PDC熱殘余應(yīng)力是造成其非正常失效的主要原因，降低PDC內(nèi)部熱殘余應(yīng)力是進(jìn)步PDC使用性能行之有效的方法，通過(guò)采用非平面連接技術(shù)與梯度過(guò)渡技術(shù)，可以增大PCD層與硬質(zhì)合金的接觸面積和緩和由于兩種材料的熱膨脹系數(shù)、彈性模量等物理性能參數(shù)差異造成的應(yīng)力集中。只有采取特定的結(jié)構(gòu)形式，并加以公道的梯度過(guò)渡，才能有效降低PDC熱殘余應(yīng)力，爭(zhēng)強(qiáng)其抗沖擊斷裂的能力，進(jìn)步其成品率及使用壽命。施加中間過(guò)渡層：采用鈦粉和金剛石微粉燒結(jié)層，類(lèi)金剛石膜，鎢/金剛石成分梯度層等方法，能較好地消除薄膜與基托因晶格失配、熱膨脹系數(shù)差異而造成的內(nèi)應(yīng)力。