CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响

赵东鹏 耿菖健 方海江

赵东鹏, 耿菖健, 方海江. 聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(1): 76-80. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0110
引用本文: 赵东鹏, 耿菖健, 方海江. 聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(1): 76-80. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0110
ZHAO Dongpeng, GENG Changjian, FANG Haijiang. Effect of interface microstructure on properties of polycrystalline diamond composites[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(1): 76-80. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0110
Citation: ZHAO Dongpeng, GENG Changjian, FANG Haijiang. Effect of interface microstructure on properties of polycrystalline diamond composites[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(1): 76-80. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0110

聚晶金刚石复合片界面微观结构对性能的影响

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0110
详细信息
    通讯作者:

    方海江,男,1968年生,硕士,享受国务院政府特殊津贴。主要研究方向:超硬材料及制品的研究和开发。E-mail: fang@sf-diamond.com

  • 中图分类号: TQ164

Effect of interface microstructure on properties of polycrystalline diamond composites

  • 摘要: 以硬质合金基体及优选的主晶为25 μm的金刚石颗粒为原料,在2种工艺下用国产铰链式六面顶压机高温高压制备聚晶金刚石复合片(PDC),研究PDC界面处微观结构对其性能的影响。结果表明:工艺1制备的PDC界面处存在类树枝状枝晶金属池,其是硬质合金中的金属元素向聚晶金刚石层方向迁移形成的,主要元素为C、W、Co;而工艺2制备的PDC中不存在此类现象。工艺1制备的PDC的耐热温度为870 ℃,抗冲击等级为32,磨口面积为5.860 mm2;工艺2制备的PDC的耐热温度为920 ℃,抗冲击等级为45,磨口面积为5.166 mm2。工艺2制备的PDC相对于工艺1制备的PDC,其耐热温度、抗冲击性能和耐磨性能分别提高50 ℃、40.6%和11.8%。

     

  • 图  1  样品A、样品B无损检测图

    Figure  1.  Non-destructive testing pictures of sample A and sample B

    图  2  样品A、样品B的SEM微观结构图片

    Figure  2.  SEM microstructure pictures of sample A and sample B

    图  3  样品A、样品B的耐热检测结果柱状图

    Figure  3.  Histogram of the heat resistance test results of sample A and sample B

    图  4  样品A、样品B的冲击性能评价柱状图

    Figure  4.  Histogram of impact performance evaluation of sample A and sample B

    图  5  样品A、样品B聚晶金刚石层磨口面积变化曲线

    Figure  5.  Curves of grinding area change of the polycrystalline diamond layer of sample A and sample B

    表  1  样品A界面附近金属池的元素组成

    Table  1.   Elemental compositions of metal pool near the interface of sample A


    元素

    元素质量分数 ω / %

    原子质量分数 ωat / %

    C

    17.83

    71.51

    Co

    12.51

    10.23

    W

    69.66

    18.26
    下载: 导出CSV
  • [1] 郑艳彬, 姜志刚, 朱品文. 聚晶金刚石的高温高压制备及其性能研究进展 [J]. 材料导报,2016(23):81-86.

    ZHENG Yanbin, JIANG Zhigang, ZHU Pinwen. Preparation and properties of polycrystalline diamond via high temperature and high pressure [J]. Materials Review,2016(23):81-86.
    [2] 孙伟, 赵海峰, 张天翔, 等. 提高金刚石复合片抗冲击性能的试验研究 [J]. 钻采工艺,2018,41(6):87-89,105.

    SUN Wei, ZHAO Haifeng, ZHANG Tianxiang, et al. Study on improving impact resistance of diamond composite [J]. Drilling & Production Technology,2018,41(6):87-89,105.
    [3] 王坤. 液相烧结法聚晶金刚石微观结构及其力学性能研究 [J]. 陶瓷,2019(8):53-62.

    WANG Kun. Study on microstructure and mechanical properties of polycrystalline diamond by liquid sintering method [J]. Ceramics,2019(8):53-62.
    [4] 张启斌. 聚晶金刚石(PCD)刀具有刃磨及其刃磨砂轮的研究[D]. 大连: 大连理工大学, 1998.

    ZHANG Qibin. Research on polycrystalline diamond (PCD) cutter with grinding wheel and grinding wheel[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 1998.
    [5] CITTEL H. Cutting tool materials for high performance machining [J]. Industrial Diamond Review,2001,61(588):17, 20-21.
    [6] ARSECULARATNE J, ZHANG L, MONTROSS C. Wear and tool life of tungsten carbide, PCBN and PCD cutting tools [J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture,2006,46(5):482-491.
    [7] 张健琼, 姚一飞, 沈翔, 等. 合成温度对聚晶金刚石的影响 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2009(1):36-38, 48.

    ZHANG Jianqiong, YAO Yifei, SHEN Xiang, et al. Influence of synthesis temperature on polycrystalline diamond [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2009(1):36-38, 48.
    [8] 衡军, 骈小璇, 史春燕, 等. 不同黏结剂聚晶金刚石晶粒界面研究进展 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2017,37(5):74-78, 92.

    HENG Jun, PIAN Xiaoxuan, SHI Chunyan, et al. Research status of grain interface in polycrystalline diamond with different binders [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2017,37(5):74-78, 92.
    [9] 张喆. 减少聚晶金刚石复合片残余应力的若干途径 [J]. 超硬材料工程,2016,28(5):49-53. doi: 10.3969/j.issn.1673-1433.2016.05.010

    ZHANG Zhe. Ways of decreasing the residual stress in polycrystalline diamond compacts [J]. Superhard Material Engineering,2016,28(5):49-53. doi: 10.3969/j.issn.1673-1433.2016.05.010
    [10] 邵华丽, 王海阔, 徐三魁, 等. 聚晶金刚石的热稳定性研究进展 [J]. 材料导报,2015(15):81-84.

    SHAO Huali, WANG Haikuo, XU Sankui, et al. Research progress of thermal stability for polycrystalline diamond [J]. Materials Review,2015(15):81-84.
    [11] 彭玉柏. 超高压−高温复合PDC制备过程中硬质合金基体显微组织结构和性能的变化 [J]. 硬质合金,2020,37(5):345-349.

    PENG Yubo. Changes of microstructure and properties of cemented carbide substrate during the preparation of ultra-high pressure and high temperature composite PDC [J]. Cemented Carbide,2020,37(5):345-349.
    [12] 赵东鹏, 方海江, 王勇峰, 等. 一种微观结构均匀的聚晶金刚石复合片的制备方法及产物: 201910459388.4 [P]. 2019-08-06.

    ZHAO Dongpeng, FANG Haijiang, WANG Yongfeng, et al. A kind of preparation method and product of polycrystalline diamond composite sheet with uniform microstructure: 201910459388.4 [P]. 2019-08-06.
  • 加载中
图(5) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  331
  • HTML全文浏览量:  128
  • PDF下载量:  63
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-02
  • 修回日期:  2021-09-24
  • 录用日期:  2021-12-20
  • 网络出版日期:  2022-03-17
  • 刊出日期:  2022-03-17

目录

    /

    返回文章
    返回