第19卷第5期越硬村料程Vol 192007年10月SUPERHARD MATERIAL ENGINEERINGOct.2007PDC的主要特性與應(yīng)用柴津萩,王光祖(鄭州磨料磨具磨削研究所,河南鄭州450013)摘要:文章對PDC的主要特性及應(yīng)用領(lǐng)域進行簡要綜述。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展,PDC廣泛應(yīng)用于汽車、石油地質(zhì)鉆探、木材加工、金屬絲拉撥等工業(yè)領(lǐng)域。關(guān)鍵詞:PDC;主要特性與應(yīng)用;綜述中圖分類號:TQ164文獻標識碼:A文章編號:1673-1433(2007)05-036-07Main characteristics and application of pDcCHAI Jin-qiu, WANG Guang-zu(Zhengzhou Abrasives and Grinding Research Institute, Zhengzhou, Henan, 450013)Abstract:a brief comment was made on the main characteristics of PDC and itsapplication fields in the paper. With the development of modern industry and high-techPDC is expanding its use in many industry fields such as automobile, oil geologicadrilling, carpentry, metal wire pulling and drawing and so onKeywords: PDC; main characteristics and application; comment耐磨性、熱穩(wěn)定性和抗沖擊韌性是PDC最重要耐磨性的主要因素有的性能指標,在某些情況下,強度、可加工性、自銳性(1)制造工藝。燒結(jié)時間較短,且燒結(jié)溫度較高也可能成為重要參數(shù)。PDC具有單晶金剛石所不具時,PDC耐磨性較好;燒結(jié)溫度偏低時,PDC耐磨性備的一些優(yōu)良特征。在PDC中,晶粒呈無序排列,各差;燒結(jié)時間過長,金剛石石墨化趨于嚴重,PDC耐向同性,無解理面。可以制成特定形狀,以適合不同的磨性將急劇下降。用途。(2)一般來講金剛石的粒度越細,耐磨性越高;?？梢栽O(shè)計或預測產(chǎn)品的性能,賦予產(chǎn)品必要的特度配比對耐磨性同樣影響較大點,以適應(yīng)它的特定用途,如選擇細粒度的PDC刀具(3)若PDC中的粘接劑基本上呈線條狀或絮狀,材料,可使刀具的刃口質(zhì)量提高;粗粒度的PDC刀具且較均勻地分布在金剛石周圍,并與其相互作用形成材料,可使刀具的耐用度提高。較髙熔點的高強度物相,金剛石顆粒就能很好的燒結(jié)在一起,而得到高熱穩(wěn)定性和高耐磨性的PDC1PDC的主要特性(4)控制晶粒的異常長大。晶粒的異常長大是金剛石在金屬觸媒中的再結(jié)晶過程引起的,在催化劑較1.1耐磨性多的地方容易產(chǎn)生。在Fe-金剛石體系的燒結(jié)過程中,中的抗磨損能力,一般用磨耗比來評價影響PDC的和的形成在一定程度上可抑制晶粒的異常長耐磨性是指PDC在切削、鉆井、修整砂輪等過程FeC中國煤化工相燒結(jié)時發(fā)現(xiàn)在金CNMHG①收稿日期:2007-02-20作者簡介柴津秋(1957—),女,工程師主要從事科研管理方面的工作,36剛石與鈷的混料中添加碳化物粉有助于減少液相存氧化溫度、石墨化溫度。(在,遏制晶粒的異常長大。另外,在燒結(jié)PDC時,添加總之,PDC的熱穩(wěn)定性與許多因素有關(guān),而且各適量細粒度cBN(粒徑小于0.5m),可抑制金剛石晶因素之間相互影響。比如,與所處環(huán)境的關(guān)系、與粘接粒的異常長大{3劑的關(guān)系、與金剛石微晶粒度的關(guān)系等1.2機械磨損機理提高熱穩(wěn)定性的一些方法有般來說,金剛石聚晶純機械磨損機理可以大致(1)選擇適當?shù)恼辰觿?并調(diào)節(jié)粘接劑的含量;分為四種類型:研磨磨損、沖擊磨損、切削磨損和混合(2)選擇適當?shù)慕饎偸６刃湍p(3)加入適量的硼;(1)研磨磨損金剛石聚晶層的磨損大都發(fā)生在(4)通過酸處理,鋅液吸收,電解等方法除掉金屬切削力不大的連續(xù)切削/磨削場合。磨損方式以中間相相的磨損及脫落開始,使得金剛石顆粒裸露出來。在1.3抗沖擊韌性反復摩擦作用力的作用下,金剛石表面產(chǎn)生裂紋。隨抗沖擊韌性是指PDC承受沖擊載荷的能力,主著切削過程的進行,裂紋不斷地擴展,新的裂紋的不要體現(xiàn)為在沖擊力作用下金剛石顆粒不脫落,金剛石斷產(chǎn)生,并連成網(wǎng),導致細小的金剛石碎片剝落,產(chǎn)生層不裂紋崩刃,不分層。磨損?？箾_擊韌性作為PDC的重要性能指標之一,被(2)沖擊磨損沖擊磨損通常發(fā)生在切削力較廣泛關(guān)注。業(yè)已研究出若干提高PDC的抗沖擊韌性大,被加工材料組織不均勻或斷續(xù)切削場合。由于沖的方法,如在PDC層上覆蓋一層粘接劑或類似材料擊力較大,金剛石聚晶的破壞主要取決于材料的斬斷作保護層,像一層致密的網(wǎng)罩住所有金剛石,形成裂強度、中間相對金剛石顆粒的把持力及聚晶的斷裂個完整、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),從而提高它的抗沖擊韌性韌性。對斷裂表面的觀察可見到金剛石顆粒的整體破PDC界面最初為一個平面,在實際使用過程中證明碎及較大塊金剛石的脫落現(xiàn)象。很明顯,較小的金剛這種結(jié)構(gòu)并不是很理想,因為在界面處很容易因為強石顆粒尺寸和韌性較好的中間相對提高聚晶的沖擊度不夠而出現(xiàn)金剛石層的剝落損壞,針對這一現(xiàn)象,磨損能力是有益的。眾多研究人員提出了多種解決方案,如在金剛石和基(3)切削磨損切削磨損通常發(fā)生在切削力較體之間添加鎢片;將基體界面做成溝槽或鋸齒狀;把大、切削速度較高的場合。此時,在較大摩擦力的作用溝槽或鋸齒做成環(huán)形,并把尖角改成圓角;降低鋸齒下,金剛石與工件接觸表面的溫度較高金剛石變軟,尖端粘接劑的含量;把界面做成波浪形等等在磨削力的作用下金剛石自身被切削。這種情況通常1.4PDC的主要缺陷伴隨有工件與金剛石之間的化學反應(yīng)發(fā)生。反映在金PDC在生產(chǎn)過程中常見的幾種主要缺陷如表1剛石表面的磨損、磨痕呈連續(xù)的溝槽狀,而且溝槽處所列極少見到裂紋(4)混合型磨損基本上是以幾種磨損形式的聯(lián)表1PDC的主要缺陷與產(chǎn)生原因Table 1 Major defect of PCD and its cause合出現(xiàn)PDC的耐熱性是指它在空氣中或保護氣氛中加主要缺陷缺陷產(chǎn)生的原因熱而耐磨性基本保持不變所能承受的溫度和相應(yīng)的分層1.高溫時間過長時間。在世界范圍內(nèi),測定熱穩(wěn)定性的主要方法有三2.殘余應(yīng)力過大種:一是, De beers公司的將PDC置于空氣中用馬弗3硬質(zhì)合金基體本身的質(zhì)量較差爐加熱,同時將其置于還原氣氛(95%H2+5%N)中欠燒1.原材料受到污染用還原爐加熱至某一溫度,并保持一段時間,然后測2.溫度過低或高溫時間保持不夠定其失重、耐磨性、石墨化程度和抗沖擊性能;二是,3.硬質(zhì)合金基體結(jié)合劑含量不足De beers公司還用熱量一差熱分析儀,并配以高溫針眼合成PDC使用的金剛石微粉通常只有幾十微米或幾顯微鏡,來測定其初始氧化溫度,以此來確定氧化度微米大小,因而比表面積極大,易吸附大量氣體,燒結(jié)耐熱性;再一是,GE公司是用掃描電鏡對加熱過的TH中國煤化工在金剛石層中燒結(jié)體作斷口分析和作車削試驗;切削速度為107CNMHG168m/min,進給量為0.13mm/ro4裂紋高溫時間過長國內(nèi)一般采用差熱一熱重法研究PDC的熱穩(wěn)定性,并用差熱、熱重曲線來分析溫度點,以此來確定其由于表1中的缺陷大部存在于聚晶金剛石層的的抗折強度下降,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因為在燒結(jié)外表面,可以用肉眼或在顯微鏡下直接檢測但是要及隨后的試樣制備過程中,試樣內(nèi)部及表面總會有檢測PDC復合片內(nèi)部的燒結(jié)質(zhì)量問題即聚晶金剛些微裂紋產(chǎn)生。裂紋的大小與金剛石顆粒尺寸無關(guān)石層與硬質(zhì)合金基體之間的界面結(jié)合是否牢固,很難但裂紋與金剛石顆粒尺寸的比值則決定斷裂的類型。從常規(guī)的性能檢測中發(fā)現(xiàn)。目前,國外檢測PDC內(nèi)部如果裂紋的尺寸為c,而金剛石的顆粒尺寸為d,則比質(zhì)量采用超聲波檢測法。超聲波法在國內(nèi)則主要用于值c/d決定材料的破壞行為。比值大于1決定材料斷PDC鉆頭的質(zhì)量檢測。裂行為的因素主要與金剛石單晶的斷裂韌性有關(guān),比1.5幾種金剛石聚晶的綜合特性值小于1,材料的破壞與多晶體斷裂的韌性有關(guān)從表2可見,隨著金剛石顆粒尺寸的增加,PCD表2幾種金剛石聚晶的綜合特性Table 2 Overall characteristics of several kinds of polycrystalline diamond性能Co中介相wc襯底復合片Co中介相聚晶siC中介相聚晶顆粒尺寸(m)中介物含量(%)密度(g/cm3)4.153.773.833.793.43抗折強度(MPa)1550440抗拉強度(MPa)抗壓強度(MPa)4200斷裂韌性,MPam2泊桑比0.070.070.070.0730.086楊氏模量(GPa)925不同的金剛石顆粒尺寸的聚晶,產(chǎn)生不同的破壞表4試驗用原料的純度及粒度機理的臨界cd比值如表3所示Table 4 Purity and grain size ofraw materials for experiment表3金剛石聚晶顆粒尺寸與臨界裂紋長度原材料純度(%)粒度(mm)Table 3 Grain size of polycrystalline>99.9diamond and critical crack length0.049顆粒直徑d(pm)2123095125150>99.4臨界裂紋長度c(m)61618689110LaNis31.330.600.720.780.70>99.9999金剛石0.250~0.212m1.6LaNi對金剛石復合材料性能的影響稀土元素及其化合物具有一系列獨特的物理和表5LaNi5含量對硬質(zhì)合金性能的影響化學性能,許多研究都證實,其能改善硬質(zhì)合金的組Table 5 Influence of content of織結(jié)構(gòu),提高其強度、沖擊韌性、抗氧化性和耐磨性LaNis on performance of carbide序號w(LaNi5)%抗彎強度(MPa)硬度(HRA)為提高金剛石一硬質(zhì)合金復合柱齒的綜合性能采用粉末冶金熱壓法,分別在硬質(zhì)合金及金剛石一硬中國煤化工質(zhì)合金復合材料中添加適量的稀土元素,研究了其對CNMH材料力學的影響。表4為試驗所用原料的情況,表5為LaNi5對硬質(zhì)合金性能的影響。由表5可見,隨著 Lanis含量的增加,硬質(zhì)合金的位濃度,降低空位擴散速度,從而在變形過程中推遲抗彎強度首先提高,當w( Lanis)為0.5%時,達到最孔洞的長大、聚集和連接成為連續(xù)裂紋的過程大值1532MPa,比未加時提高了4%;繼續(xù)提高LaN5另外,La和負電性大的雜質(zhì)元素S、O、N相互吸的添加量,抗彎強度開始下降。但硬質(zhì)合金的硬度值引,共同偏聚在細小的碳化物界面上,成為沒有固定變化不大(最高提高幅度為2HRA)。成分比的厚度為幾個原子層的偏聚膜,其結(jié)果是分散復合柱齒的超硬層是由金剛石與硬質(zhì)合金構(gòu)成和固定了一部分雜質(zhì)元素,使這些元素不容易形成大的復合材料,其性能的優(yōu)劣直接影響鑿巖柱齒的工作顆粒的有害夾雜物。性能及金剛石的有效利用率。而硬質(zhì)合金能否與金剛稀土元素La的加入量過多時,會生成大量的稀石實現(xiàn)良好的浸潤和粘結(jié),則是影響復合材料性能的土化合物,而稀土化合物的增多既影響硬質(zhì)合金的燒決定性因素。由于目前還沒有方便、可靠的方法或手結(jié)性能,又會降低其對金剛石的燒結(jié)性能,從而使硬段用于直接測量金剛石與胎體材料之間的浸潤行為質(zhì)合金以及金剛石復合材料的強度降低。和粘結(jié)強度。因此,多采用對比不含金剛石胎體的抗1.7CeO2對硬質(zhì)合金復合材料的影響彎強度(o)和含金剛石胎體的抗彎強度(d)的方CeO2對硬質(zhì)合金復合材料性能的影響如表7所法。顯然,dd與o的值差別起越小,說明胎體對金剛示。石的粘結(jié)性能起越好。LaNi5對金剛石一硬質(zhì)合金復合材料性能的影表7CeO2含量對金剛石復合材料性能的影響響如表6所列。able 7 Influence of CeO2 content on theperformance of diamond composite material表6LaNi5含量對金剛石復合材料性能的影響(CeO2)%抗彎強度c(MPa)磨耗比ETable 6 Influence of content of lanis462312the performance of diamond composite material編號w(LaNi5)/%抗彎強度c(MPa)磨耗比E4500.30278560270由表7可見,隨著CeO2含量的增加,金剛石復合材料的抗彎強度迅速提高,當v(CeO2)為0.21%時由表6可見,添加適量的LaNi可以使金剛石復達到最大值0.30MPa,比未添置CeO2時提高了34%合材料的抗彎強度和耐磨性同時提高,說明其可以改繼續(xù)提高CeO2的含量,抗彎強度開始下降。金剛石復善硬質(zhì)合金與金剛石的粘結(jié)性能。當LaNi5的含量為合材料的耐磨性則隨著ceO2的加入呈下降趨勢。0.3%時,d出和E均達到實驗范圍內(nèi)的最大值關(guān)于CeO2的作用機理——彌散強化作用。Ni及670MPa和340,比未添加LaNi5時分別提高51%和Ni-WC固溶體的強度都比Co及Co-WC固溶體的強10%。但繼續(xù)增加v(LaNi3)值時,金剛石復合材料的度低。本文試驗中,用Co/Ni作粘溶劑的硬質(zhì)合金要性能開始下降比純Co作粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金強度高,這一方面是由當合金中添加微量 Lani時,因為La是活性元于Ni及稀土降低了磷在晶界的偏析程度,改善了磷素,在熱力學條件得到滿足時,向晶界和相界擴散,產(chǎn)共晶的形態(tài),另一方面則是由于加入稀土氧化物生界面偏聚,這種偏聚往往只有幾個至幾十個原子CeO2后,Ni因ceO2的彌散強化而使其強度大大提層,這種富集的La的層,一方面阻止碳磷向晶界高,V中國煤化工,而隨著稀土氧化物偏聚,降低碳、磷在晶界的含量;另一方面它分布在碳(R,CNMHG,為1%時,N的b化物周圍,減小了碳化物的長大速度,使分散的碳化值達到a四此,理出認為,CeO2對粘結(jié)相Ni物不容易連接起來形成網(wǎng)狀組織。La在晶界和相界起到了彌散強化作用偏聚的第三個作用是填充一部分空位,試減少界面空根據(jù)彌散強化理論,當彌散粒子加入量適當時,能強化基體的性能;當過量時,會產(chǎn)生彌散粒子的聚程中形成的。在燒結(jié)過程中,特別是在燒結(jié)前期形成集從而導致基體性能下降。的裂紋有可能在其后的燒結(jié)過程中得以愈合,也可以關(guān)于CeO2對合金組織的均勻化、細化作用。采用通過塑性變形及金剛石的再結(jié)晶或碳化硅的生成來Ni+Co作粘結(jié)劑,與Co相比,WC在N中溶解度較得以消除。大,故在相同條件下,WC的溶解度一析出量較大,其(2)金剛石顆粒之間的結(jié)合重結(jié)晶速度高,所以晶粒較為粗大。加入CeO2后,部高壓高溫燒結(jié)后,復合片中金剛石顆粒之間是怎分稀土質(zhì)點吸附在WC顆粒的表面上,降低了WC晶樣結(jié)合的?為了研究高壓高溫燒結(jié)時,金剛石顆粒之粒表面能,因而降低其在液相中的溶解度,阻礙晶粒間的結(jié)合過程和結(jié)合方式,可以用腐蝕的方法,把金燒結(jié)時溶解一析出過程,這就減少了wC晶粒的不均剛石顆粒中間的中間物質(zhì)腐蝕掉。腐蝕后,金剛石作勻長大為骨架存留下來。根據(jù)金剛石顆粒的形貌及金剛石顆根據(jù) Gurland提出的改善硬質(zhì)合金強度的理論,粒之間的結(jié)合方式,即可判斷在高壓高溫燒結(jié)過程中即細顆粒的合金其強度和硬度都可達較高值;發(fā)生的變化。Burland也指出,減小WC晶粒尺寸或使粘結(jié)相均勻由于采用的中間物質(zhì)不同,金剛石顆粒之間的結(jié)分布都可提高硬質(zhì)合金的抗彎強度2。由于稀土具合方式有兩種類型:其一為金剛石顆粒之間通過中間有細化晶粒使組織均勻改善潤濕性等作用,因而加相結(jié)合,這種結(jié)合以SC作為中間相最常見,金剛石入稀土后能夠提高合金的抗彎強度顆粒獨立存在,其周圍是由SC構(gòu)成的骨架相。其二1.8塑性變形是金剛石顆粒之間直接鍵合。131對于以Co作為中間相的金剛石復合片,由于金剛石的濃度較高在高壓高溫燒結(jié)時高的燒結(jié)溫度2PDC的主要應(yīng)用領(lǐng)域及高壓力足以使金剛石顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量的塑性變形。這種塑性變形主要表現(xiàn)形式是孿晶、位錯、滑移帶現(xiàn)代機械加工技術(shù)正朝著高精度、高效率、柔性及位錯纏結(jié)?；妥詣踊较蝻w速發(fā)展,新型技術(shù)設(shè)備和數(shù)控機金剛石的塑性變形可分為兩個階段:床、加工中心以及性能極為優(yōu)良新材料的應(yīng)用日益廣第一個階段,合成初期,當某一金剛石尖端與另泛,因而對刀具的要求越來越高。作為21世紀的刀具一金剛石顆粒的晶面接觸時,金剛石顆粒的尖部將壓材料,聚晶金剛石以其優(yōu)越的性能充分體現(xiàn)了現(xiàn)代制入被壓金剛石晶面中這樣無論金剛石尖部還是金剛造業(yè)對材料的要求。現(xiàn)代電子、電器等高科技產(chǎn)品對石晶面,都會發(fā)生較大的塑性變形。電線電纜、金屬線材的精度要求越來越高,由于PDC第二階段,合成期,大量塑性變形的結(jié)果是,金剛超硬耐磨且各向同性,在金屬線材拉絲模領(lǐng)域有著極石尖部變飩,其與被壓金剛石晶面的接觸面積增大,其廣泛的應(yīng)用前景,發(fā)揮著日益重大的作用。在石油從而導致接觸壓力的下降,塑性變形量逐漸減小,最地質(zhì)鉆探中,PDC鉆頭不斷刷新鉆井尺度的記錄,為后塑性變形停止。在合成金剛石聚晶過程中,這種變?nèi)祟悇?chuàng)造了巨大的財富。化發(fā)生在整個合成腔體內(nèi)。最后的結(jié)果是,金剛石顆2.1在石油地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用粒相互嵌鑲在一起,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石油與天然氣鉆探中PDC鉆頭的應(yīng)用范圍、使(1)壓縮裂紋的產(chǎn)生與愈合用數(shù)量及其完成鉆井工作量日益增加。目前,在世界在金剛石顆粒發(fā)生塑性形變時,由于所加的壓力鉆頭市場中PDC鉆頭估計占市場總額的35%以上,較大,金剛石除發(fā)生較大的塑性變形外,同時也將由隨著PDC本身品質(zhì)的不斷提高,PDC鉆頭不僅適合于塑性變形應(yīng)變導致的發(fā)生在(110)晶面的應(yīng)變誘發(fā)于軟一中地層的鉆探,而且在強研磨性地層、硬地層、裂紋和產(chǎn)生于(11面的解理裂紋。如果這些裂紋破碎點杜探中也有良好的表現(xiàn)中國煤化不能夠在其后的合成過程中愈合或減少,則將會對金與突的重量輕、鉆速快、剛石的性能產(chǎn)生不利影響在對金剛石燒結(jié)復合片試進尺CNMH效益好等優(yōu)點越加顯樣的顯微鏡觀察所證實,確有部分裂紋存在。但根據(jù)著許多油田PDC鉆頭已取代了硬質(zhì)合金牙輪鉆頭其大小和形貌這些裂紋可能是在燒結(jié)后期冷卻過的主導地位目前世界范圍內(nèi)的石油、天然氣鉆井廣泛使用聚表8PDC刀具適用的被加工材料及對象晶金剛石復合片鉆頭這種鉆頭與硬質(zhì)合金牙輪鉆頭Table 8 The appropriate material and相比,硬度和耐磨性高,切削速度快,而且沒有運動部objects manufactured by PDC cutting tool件,在很大程度上降低了成本提高了效率,還從結(jié)構(gòu)被加工材料加工對象上消除了事故隱患,因而深受用戶歡迎。在地層相同鋁、鋁合金飛機、汽車、摩托車:活塞、氣缸、輪轂、傳動箱、泵體、的情況下,PDC鉆頭與牙輪鉆頭相比,機械鉆速可以進氣管、壓縮機零件、各種殼體零件等精密機械:各種燃器具、照相機、復印機、縫紉機、計量提高33%~100%,成本可以降低30%~50%單回次僅器零件通用機械:各種泵體、油壓機、機械零件等進尺可增加3~4倍銅、銅合金內(nèi)燃機、船舶:各種軸軸瓦軸承、泵體、齒輪、轉(zhuǎn)子葉美國的生產(chǎn)試驗表明,在水電工地致密砂巖中,片一個直徑76mm金剛石強化柱齒釬頭進尺為1770m,電子儀器:各種儀表、電機、整流子等通用機械:各種軸承軸瓦、閥體、殼體等而硬質(zhì)合金釬頭僅91m,壽命約提高20倍,鉆巖效率硬質(zhì)合金各種閥座、氣缸等燒結(jié)品及半燒結(jié)品提高25%。100多個金剛石強化柱齒潛孔鉆頭在油井其它鈦、鎂、鋅、鉛等各種有色金屬鉆進中,比普通硬質(zhì)合金潛孔鉆頭平均進尺提高木材各種刨花板及人造耐磨纖維板制品90%,平均鉆速提高25%,每米鉆井成本降低51%。在增強塑料玻璃纖維、碳纖維增強塑料油井牙輪鉆進中,21個直徑200mm的 IAIDO527型橡膠橡膠結(jié)合劑砂輪、紙用軋輥、橡膠環(huán)等鉆頭對比試驗表明,金剛石強化柱齒牙輪鉆頭平均進石墨碳棒等尺提高21%。鉆時增加13%,鉆速提高8%,鉆井成本陶瓷密封環(huán)、柱塞等燒結(jié)及半燒結(jié)品下降1276%。采用美國梅加金剛石強化柱齒加工成直徑160mm潛孔鉆頭在訌蘇錦屏磷礦f=14~16致表9PDC刀具各應(yīng)用領(lǐng)域的比例Table 9 Application field of PDC cutter密花崗巖中鉆進,比普通硬質(zhì)合金潛孔鉆頭進尺提高項目比例(%)5~6倍,鉆速提高80%,說明金剛石強化柱齒在破碎汽車工業(yè)與鉆進礦巖上的優(yōu)越性。141木材加工22在寶石加工中的應(yīng)用航天航空PDC在寶石加工上的應(yīng)用是近年來開拓的新領(lǐng)其它域,市場前景十分看好。這種新PDC的硬度遠低于鉆表10PDC刀具被加工材料的應(yīng)用比例探等領(lǐng)域應(yīng)用的PDC。為適應(yīng)寶石加工的需作一些特Table 10 Application proportion of殊的處理,在性能與普通PDC有所區(qū)別,它不需要material manufactured by PDc cutting tool味追求極高的硬度和耐磨性,而是根據(jù)加工寶石的具項目比例(%)體要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計鋁及鋁合金目前,國內(nèi)許多公司生產(chǎn)此類聚晶金剛石,產(chǎn)品銅及銅合金大多出口國外。近年來,淅江、廣東一帶的寶石生產(chǎn)廠家也開始使用這一新技術(shù),產(chǎn)品極具發(fā)展?jié)摿ΑＦ渌?.3汽車和航天航空等領(lǐng)域中的應(yīng)用PDC在許多制造工業(yè)領(lǐng)域,尤其是汽車和木材加工強化復合地板耐磨層時普遍采用的一種刀具加工工業(yè),成為傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具的高性能替代產(chǎn)方面,強化復合地板的耐磨層一般是A1O3顆粒與密品。PDC刀具適用的被加工材料及對象、各應(yīng)用領(lǐng)胺樹脂浸漬而成;另一方面,由于PDC是單晶金剛石域的比例及被加工材料的應(yīng)用比例見表8表9、表10。微粉同金屬結(jié)合劑經(jīng)高溫高壓合成的既具有較高的2.4在木材加工行業(yè)中的應(yīng)用硬月耐磨性和熱傳導性。相對于傳統(tǒng)的隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,作為一種特殊的人造板高速中國煤化工用PDC刀具加工強材一強化復合地板得到了廣泛的應(yīng)用其加工工藝也化復CNMH(電好的切削質(zhì)量、加工逐漸引起人們的普遍關(guān)注。PDC刀具是近年來人們效率和刀具耐用度,充分體現(xiàn)刀具較高性價比。PCD木工刀具的主要加工對象見表11。表11PCD木工刀具主要加工對象Table 11 Main manufacturing objects of PCD carpentry cutting tool雖化復合板維板刨花板膠合板實木地板其它板應(yīng)用比例(%2725在線材模具中的應(yīng)用min;而鉆削鋁、鑄鐵和普通鋼分別為30000/min、拉絲模是各種金屬線材生產(chǎn)廠家如電纜電線廠、2000/min與1000/min。在來高速切削中,聚晶金鋼絲廠、焊條焊絲廠等拉制線材的一種非常重要的模剛石材料將發(fā)揮重要的作用。具。拉絲模的適用范圍十分廣泛,主要拉撥棒材、絲(7)長期以來,天然金剛石被認為是理想的、不能材、線材、管材等直線難加工物體,適用于鋼鐵、銅、替代的超精密切削刀具材料。研究表明,當進給速度鎢、鉬等金屬和合金材料拉撥加工為1m/r時,PDC刀具切削鏡面的表面粗糙度達到隨著科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,聚晶金剛石線Ra≤0.01m,因此,在一定條件下,廉價的PDC刀具材模具的種類也在增多,除了常用的電線電纜外,還有可能替代昂貴的天然金剛石刀具。有機電、電器、變壓器等漆包線模具,集成電路等精密內(nèi)引線模具(如稀土金屬拉絲模),不銹鋼、合金鋼模參考文獻:具(如一次性注射針頭拉絲模),電力線、銅線鋁線壓1]司效東金剛石復合片燒結(jié)體磨耗比的提高[小大慶石油學院縮紋合用拉絲模,適用于黃銅管和白鐵管的抽管線用學報,2004(1):86-88拉絲模,適用于筆芯、陶瓷材料或電阻擠出成形型的[2]洪時明,金剛石燒結(jié)體中的異常晶粒成長過程[].人工晶體學報,1991,20(3/4):5-9.擠出用拉絲模等。[3]周正君,等,摻雜立方氮化硼對金剛石聚晶致密化和顯微結(jié)構(gòu)的影響[門]高壓物理學報,2001(3):22-2343展望[4]方嘯虎,超硬材料基礎(chǔ)與標準[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,19(1)PDC具有一系列其它材料無法比擬的卓越5王適等,聚晶金剛石熱穩(wěn)定性的研究[冂哈爾濱工業(yè)大學學報,2005(3):36性能,具有很大的潛在市場。隨著PDC性能研究的深(6]陳石林陳啟武,等.聚晶金剛石復合體界面組織及界面反應(yīng)研入和新產(chǎn)品的開發(fā)以及納米金剛石的應(yīng)用,PDC的究[].礦冶工程,2003,23(6);8285應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑷找嫱卣埂7]焦淑靜,高萬夫金剛石復合片的界面形態(tài)及性能特點[]金剛(2)近年來,雖然我國PDC產(chǎn)品的市場競爭力和石與磨料磨具工程,2004(2):61-66出口量持續(xù)增長,但產(chǎn)品在技術(shù)含量上與國外比仍有8]劉芳范文捷聚晶金剛石復合片無損檢測方法的探討門金剛石與磨料磨具工程,2006(4):32-34較大差距。因此,我國應(yīng)盡快建立新的高效、高附加值[9]羊建高熊繼,稀土硬質(zhì)合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[]稀土的發(fā)展模式,加強對PDC技術(shù)的創(chuàng)新力度,大力開發(fā)1992,13(4):45-47中高檔、高附加值PDC產(chǎn)品。[10]李規(guī)華,嚴蘭英,李忠昌.稀土元素在硬質(zhì)合金中的應(yīng)用[J粉(3)對PDC材料品質(zhì)的要求呈多元化的發(fā)展趨末冶金技術(shù),1986,4(1):25-29[]羅重麟,稀土元素對硬質(zhì)合金性能影響的研究[].硬質(zhì)合金,1991(2):12-19(4)建立在實驗基礎(chǔ)上的對PDC材料的理論研[12]國外硬質(zhì)合金編寫組,國外硬質(zhì)合金[M]北京:冶金工業(yè)出究必將日益深入,從而推動PDC制造技術(shù)和應(yīng)用技版社,1976.術(shù)的不斷發(fā)展[13]李穎,等,金剛石復合片機械性能的研充[J]金剛石與磨料磨(5)理論和實驗及生產(chǎn)、應(yīng)用緊密結(jié)合的研究模具工程,2001(5):27-30.式才是提高我國PDC品質(zhì)的保證[14]李杰,等.提高煤田采掘用PCD截齒性能的研究[]金剛石與(6)未來高速切削的切削速度目標是:銑削鋁為中國煤化工[15及應(yīng)用[J]金剛石與磨料磨1000m/min;鑄鐵為5000m/min;普通鋼為2500m/CNMHG