实现金刚石的表面金属化
瑞士A K Chattopadhyay等用火焰喷镀法把钎料合金镀于工具钢基体上,并将金刚石(不包衣)布排于焊料层面上,然后在1080℃、保护下感应钎焊30秒来实现金刚石与钢基体结合。钎料合金中的Cr作为一种强碳化物元素,在钎焊过程中向金刚石表面富集而实现金刚石的表面金属化。
使用镀钛金刚石,在23%的金刚石浓度下,在代钴胎体中制成Υ 400锯片,锯切花岗岩。与未镀覆金刚石锯片相比,在相同寿命条件下,锯切效率提高50%。
电镀金刚石锯片影响因素
制造电镀金刚石锯片影响因素粒度要求:常用的金刚石粒度在30/35~60/80范围内。岩石愈坚硬,宜选取用较细的粒度。因为在同等压力条件下,金刚石愈细愈锋利,有利于切入坚硬的岩石。
另外,一般大直径的锯片要求锯切,宜选取用较粗的粒度,如30/40,40/50;小直径的锯片锯切的效率低,要求岩石锯切截面光滑,宜选用较细的粒度,如50/60,60/80。
金刚石的主要加工方法
薄膜涂层刀具:薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法沉积金刚石薄膜制成的刀具。由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接近,制膜时产生的热应力小,因此可作为刀体的基体材料。WC-Co系硬质合金中,粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度,在沉积前需进行预处理以消除Co的影响,一般通过酸腐蚀去Co。
3重砣冲击法
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500~1000N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0.1~500J。试验采用的测试参数一般是,轴向压力为1000 N,单次冲击功为0.6 ,试验时将试样放于冲击架的钢板上,并通过一直径为20mm的钢杆向试样施加1000N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作为衡量PDC抗冲击性能的指标。
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。