[发明专利]一种金刚石复合片抗冲击韧性的测试及评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超硬材料抗冲击韧性的测试及评价方法，特别是一种金刚石复合片抗冲击韧性的测试及评价方法。

背景技术

金刚石复合片是将金刚石粉末添加一定的结合剂与硬质合金基体组装在一起后，在专用金刚石液压机上在超高压高温条件下烧结制得。它由一层多晶金刚石层和硬质合金基体构成。由于多晶金刚石层硬度高、耐磨性好，加上硬质合金基体的良好韧性和可焊性，使其在石油钻探、地质钻探及煤田开采、切削刀具等应用中得到广泛应用。

在研发高性能的聚晶金刚石复合片或应用厂家挑选高性能的复合片过程中，复合片的性能检测是关键的一步。一套好的、准确的检测评价方法可以大大的提高研发效率，减少因测试不准确而带来的不必要损失。

目前对聚晶金刚石复合片性能的评价主要包括以下几个方面：耐磨性、抗冲击韧性、耐热性。其中抗冲击韧性作为聚晶金刚石复合片的一个重要的性能指标，目前还没有一个很好的检测手段和评价方法。

目前对聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性的检测多采用落锤冲击、连续冲击等抗冲击检测手段。落锤冲击所采用的方式是将复合片通过夹具以一定的角度固定在底座上，然后落锤以一定的高度落下冲击复合片。所采用的冲击方法一般是，选定三个或三个以上能量值进行冲击测试，每个能量值冲击测试过程中都需要3～5片甚至更多金刚石复合片。还有一些方法就是在某个能量值上冲击很多复合片，每个复合片冲击一定的次数，然后看复合片破损的个数和冲击次数等。其他的一些冲击方法都与这两种方法类似。

这些冲击方法有很多不足之处。首先，每次冲击试验都耗费十几片甚至几十片复合片，每进行一次冲击试验的代价非常高，而且冲击测试出来的数据不具可比性，随机性比较大。因为这些方法采用的是概率统计的方法，所以要得到比较精确的数据则需要更多的复合片，需要统计很多数据才能得出其精确值。其次，这些方法除了需要比较破损个数之外还得考虑冲击次数和冲击能量值，而冲击的数据往往非常复杂，很多时候无法确定哪组数据最好。而连续冲击只能反映复合片抗疲劳冲击性能的好坏，无法反应复合片能承受的最大冲击能量，不能全面的反映复合片的抗冲击韧性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种金刚石复合片抗冲击韧性的测试及评价方法，该测试方法操作方便快捷，且测试不受金刚石复合片使用个数的限制；该评价方法简便，相对于现有评价方法能更好更全面的评价复合片抗冲击性能的好坏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种金刚石复合片抗冲击韧性的测试方法，首先有以下规定：(1)确定一个固定值A作为一个能量级别；(2)根据金刚石复合片的实际用途确定其破损面积超一定量B时认为此复合片被冲破而停止冲击，若未超过这个量则继续冲击；(3)金刚石复合片如果在一个能量级上连续冲击A次后未被冲破则认为该复合片通过该能量级。在上述三条规定的前提下，具体测试方法如下：将聚晶金刚石复合片固定在夹具上，根据聚晶金刚石复合片的用途调整复合片的轴线与冲击方向之间的角度，用于冲击聚晶金刚石复合片的材料的硬度值控制在一定范围之内，然后以固定值A为起始能量冲击此金刚石复合片，若冲击次数小于A次时该复合片就被冲破则取下该复合片，若连续冲击A次之后该复合片未被冲破则将能量提高一个能量级至2A继续冲击，依此类推直至该金刚石复合片冲破为止。

针对上述金刚石复合片抗冲击韧性的测试方法，其评价方法为：

采用等效破损能量、破损面积百分比相结合的方式进行评价，其中以等效破损能量为主要评价要素，破损面积百分比作为补充评价信息。若多个金刚石复合片作为一组冲击数据，则可采用平均值并用柱形图等方式展现。其中，等效破损能量的定义为，若一个金刚石复合片在能量提升至Y(Y是A的整数倍)时冲击X(X≤A)次时被冲破，则等效破损能量C＝Y+X。破损面积百分比则是破损部分面积的估算值占金刚石复合片实际面积的百分比。在实际评价过程中，首先计算C/A的值，其结果的整数部分乘A即破损时的冲击能量Y，余数部分即能量级Y上的冲击次数X，也就是可以判断出此金刚石复合片是在冲击能量为Y时冲击X次而被冲破的，Y值越大说明此金刚石复合片的抗冲击韧性越强，冲击能量Y相同时则冲击次数X越大说明此金刚石复合片的抗冲击韧性越强，若Y与X的值均相同则比较破损面积百分比的大小，破损面积百分比越小说明此金刚石复合片的抗冲击韧性越强。