PDC硬質合金襯底的綜合性能研究.pdf

1、聚晶金剛石-硬質合金復合片(PDC)是將金剛石粉末在高溫高壓下粘結到硬質合金基體上，形成的一種兼具聚晶金剛石的高硬度、高耐磨性和硬質合金良好的沖擊韌性等優(yōu)點的復合材料。PDC在地質鉆探、機械加工、汽車生產等工業(yè)領域應用越來越廣泛。目前國內對PDC復合片的研究主要在集中在聚晶層以及聚晶層和硬質合金層的結合截面上，而對PDC復合片硬質合金基體的研究較少。然而在實際工作過程中，PDC復合片所承受的大部分沖擊力都由硬質合金層分擔，且硬質合金層占

2、整個復合片總質量的80％-90％。因此，對聚晶金剛石-硬質合金復合片的硬質合金基體的性能進行研究是非常有意義的。通常情況下，用作PDC復合片生產的硬質合金圓片是經過抽樣檢測的，同一批次硬質合金制品各項性能非常接近且均能達到生產的要求。然而經過高溫高壓后，硬質合金基體的各項性能會發(fā)生顯著變化。文章以此為出發(fā)點，對高溫高壓下硬質合金基體材料的各項性能展開研究，通過金相、掃描電鏡觀察其顯微組織結構，并檢測其抗彎強度、硬度和沖擊韌性，找到高溫高

3、壓對復合片基體各項性能的影響規(guī)律。最后通相關計算機軟件分析，建立了表征復合片基體抗彎強度和沖擊韌性的數(shù)學表達式，為復合片基體材料的無損檢測提供了一種方法。文章主要有以下研究成果：
　　 1、在復合片的生產過程中，高溫高壓會使硬質合金層的鈷含量減少，WC晶粒尺寸減小。
　　 2、在復合片的生產過程中，高溫高壓會使硬質合金層的抗彎強度降低，硬度增大，沖擊韌性降低。
　　 3、設計制造了用于測定材料沖擊韌性的沖擊試驗機

4、，此試驗機具備了自動化控制、自動計數(shù)、沖擊功和沖擊點可調等一系列優(yōu)點。為材料的沖擊試驗測試帶來了很大的方便。
　　 4、建立了抗彎強度Z與硬度X1、平均晶粒尺寸X2、晶粒尺寸方差X3和鈷含量X4關系的多元線性回歸方程：Z=-382.641+65.527X1-166.870X2-272.60X324.417X4以及沖擊功Z和硬度X1、平均晶粒尺寸X2、晶粒尺寸方差X3和鈷含量X4關系的多元線性回歸方程：Z=-282.789+4.3