[发明专利]一种金刚石复合片抗冲击性能检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗冲击性能的检测方法，特别是涉及一种金刚石复合片抗冲击性能检测方法。

背景技术

抗冲击性是指试样抵抗冲击负荷作用的能力，常用来衡量材料在冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力，

金刚石复合片(简称PDC)是由聚晶金刚石层与硬质合金基体组成的超硬复合材料，它既有金刚石的硬度与耐磨性，又有硬质合金的抗冲击性和可焊接性，已广泛用做地质、油气井钻探工具以及机械加工刀具，特别是作为地质、油气井钻头的钻齿，已初步取代了传统硬质合金钻齿。金刚石复合片在作为钻齿使用时，在破碎岩石时会受到强烈的冲击造成金刚石复合片失效，从而影响其使用性能和寿命，因此抗冲击性能是衡量金刚石复合片质量优劣的一项重要指标。

目前国内外对金刚石复合片抗冲击性的检测方法主要有两种，一种是断续车削法，将金刚石复合片用作切削刀具，车削带槽的花岗石，根据切削深度、进给量和切削次数来对比产品的抗冲击性能。另一种方法是落球法，用钢球冲击金刚石复合片指定部位，根据钢球冲击功大小和落球次数推算产品的抗冲击性能。这两种方法各有优缺点：前者车削花岗石虽然接近PDC实际中的使用环境，但所测数据可靠性差，工序复杂，切削中存在一定的偶然性因素，例如不同产地自然界花岗石的差异，同一产地不同批次花岗石的硬度差异或同一岩体的均匀性差异等等。后者由于检测钢球的材质因素，测试中易发生形变，造成冲击时接触面积增加，从而严重影响测试数据的可靠性。因此，找到一种测试误差小、操作简单能准确地反映出PDC抗冲击性能的检测方法成为我们所追求的目标。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种金刚石复合片抗冲击性能检测方法。该方法操作简单、测试误差小，能准确地反映出金刚石复合片的耐冲击性能。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的金刚石复合片抗冲击性能检测方法是将倒角后的金刚石复合片固定在刀柄上，硬质合金固定在工作台上，利用刀柄的提升下落所产生的单次冲击功值和冲击次数的乘积值并结合倒角大小及其修正系数和破损面积百分比来衡量金刚石复合片的抗冲击性能；刀柄的提升下落高度为4 ~9cm，将重力势能转化为检测所用的单次冲击功，单次冲击功值为0.7~1.6 J；所述单次冲击功值是通过机械能守恒定律来计算；所述修正系数根据倒角大小L和破损面积分别选取修正系数K和修正系数M。

本发明中所述的金刚石复合片倒角是由金刚石砂轮加工，倒角平面的宽度为0.2~0.4mm。

本发明中所述的倒角大小L与其修正系数K的关系为：

本发明中的破损面积百分比与其修正系数M的关系为：

破损面积百分比M0~25%126~50%0.851~75%0.5

本发明中所述的硬质合金由下述重量百分比的原料制备而成：Co：6~15%，WC：70~90%，W：3~5%，VC：0.5~1%，CeO2：0.25~0.5%；所述的硬质合金采用放电等离子烧结，烧结温度1100~1300℃，压力10~30MPa，保温时间10~30min。

本发明的有益效果如下：

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS)是一种活化烧结，主要是利用放电等离子体进行烧结。与热压烧结相比，它具有升温速度快、烧结温度低、烧结时间短、组织结构可控、节能环保等鲜明特点。