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金剛石復合片鉆頭的失效形式及工藝淺析
金剛石復合片是由聚晶金剛石層(PCD)與硬質合金層構成的超硬復合材料,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獲得了廣泛的應用。但是在具體使用過程中,因為地質條件雜亂、人工操縱、工藝處理等方面存在著不規(guī)范之處,使金剛石復合片鉆頭的上風未能很好地發(fā)揮出來,造成不應有的損失。
褲體的非正常磨損
金剛石復合片鉆頭的工作條件十分嚴苛,在工作中不但接受巨大的壓力,同時還接受交變的沖擊力,各種力的復合作用導致切削過程中的摩擦異常激烈,作為PDC鉆頭的基體不僅要有較強的綜合機械性能,還要由較好的熱振性和抗腐蝕性。褲體的材質、加工精度、熱處理工藝、焊后的修磨等變得很重要,這要求褲體材質要選用低碳合金鋼,如42CrMo35CrMnSi等材料,加工成的褲體要進行相應的熱處理,即淬火后進行低溫回火,褲體熱處理后的外表硬度在40~42HRC之間,安排為回火馬氏體。
刀片的破損
刀片的破損又分為以下幾種方式:金剛石層與WC基托層的分離首要原因是金剛石涂層工藝技術欠老練穩(wěn)定,金剛石與基體的附著力較差,然后造成金剛石薄膜過早地從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。
進步膜/基附著力的工藝措施:進行外表的凈化、粗化處理,鏟除硬質合金刀具在制造過程中不可避免地殘留在基體外表上的污染物、吸附物、氧化物,以改變基底外表的微觀結構;往除外表附著強度較低的WC顆粒,以添加反應氣源與基體的觸摸面積,添加基底外表的外表能,進步金剛石在異質基體上的成核密度,然后增強膜/基的附著力。