金刚石复合片是一种新型材料，具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、高耐高温等优点。它广泛应用于机械制造、电子工业、化工行业等领域。为了确保金刚石复合片的品质，必须制定相应的标准。本文将介绍金刚石复合片的标准。
一、标准编号和名称
《金刚石复合片》。
金刚石复合片的标准编号为GB/T 22552-2018，
二、适用范围
GB/T 22552-2018适用于金刚石复合片的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等方面的要求。
三、术语和定义
GB/T 22552-2018中涉及的术语和定义如下：
1.金刚石复合片：将金刚石颗粒与基体材料复合而成的材料。
2.金刚石颗粒：直径在0.1mm以上的人造或天然金刚石颗粒。
3.基体材料：能够与金刚石颗粒复合的材料，通常为金属或陶瓷材料。
4.金属基体：用于复合金刚石颗粒的金属材料，包括钢、铁、铜、铝等。
5.陶瓷基体：用于复合金刚石颗粒的陶瓷材料，包括氧化铝、氮化硅、碳化硅等。
四、技术要求
GB/T 22552-2018规定了金刚石复合片的技术要求，包括以下方面：
1.外观质量：金刚石复合片应无裂纹、夹杂、气孔等缺陷，表面光洁平整。
2.尺寸和公差：金刚石复合片的尺寸和公差应符合设计要求或协议规定。
3.金刚石颗粒分布：金刚石颗粒应均匀分布在基体材料中，且不得出现聚集现象。
4.金刚石颗粒含量：金刚石复合片中金刚石颗粒的含量应符合设计要求或协议规定。
5.硬度：金刚石复合片的硬度应符合设计要求或协议规定。
6.耐磨性能：金刚石复合片应具有良好的耐磨性能，符合设计要求或协议规定。
7.耐腐蚀性能：金刚石复合片应具有良好的耐腐蚀性能，符合设计要求或协议规定。
8.耐高温性能：金刚石复合片应具有良好的耐高温性能，符合设计要求或协议规定。
五、试验方法
GB/T 22552-2018规定了金刚石复合片的试验方法，包括以下方面：
1.外观检验：对金刚石复合片进行目视检查，判断是否存在缺陷。
2.尺寸检验：使用测量工具对金刚石复合片的尺寸进行检测，计算公差。
3.金刚石颗粒分布检验：使用显微镜对金刚石颗粒的分布情况进行检测。
4.金刚石颗粒含量检验：使用显微镜对金刚石颗粒的含量进行计数。
5.硬度检验：使用万能试验机进行硬度测试。
6.耐磨性能检验：使用耐磨试验机进行耐磨性能测试。
7.耐腐蚀性能检验：使用化学试验方法进行耐腐蚀性能测试。
8.耐高温性能检验：使用高温试验设备进行耐高温性能测试。
六、检验规则和标志
GB/T 22552-2018规定了金刚石复合片的检验规则和标志，包括以下方面：
1.检验规则：对金刚石复合片进行检验时应按照标准规定的方法进行。
2.标志：金刚石复合片应在包装上标注名称、型号、技术要求等信息。
七、包装、运输、贮存
GB/T 22552-2018对金刚石复合片的包装、运输、贮存等方面也做出了规定，以确保其品质不受影响。
1.包装：金刚石复合片应采用防震、防潮、防尘、防损坏的包装材料进行包装。
2.运输：金刚石复合片应注意轻放、防震、防水、防撞击等措施，在运输过程中不得受到挤压、碰撞等影响。
3.贮存：金刚石复合片应存放在通风、干燥、无腐蚀性气体、无异味的地方，避免阳光直射、雨淋等影响。
综上所述，GB/T 22552-2018为金刚石复合片的制定了一系列的标准，从技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等方面进行了规范，以确保金刚石复合片的品质符合设计要求或协议规定。
金刚石材料 基本概念：金刚石就是我们常说的钻石（钻石是它的俗称），它是一种由纯 碳组成的矿物。金刚石的化学式NC----N个C,金刚石是原子晶体,一块金刚 石是一个巨分子,N个C的聚合体.只能用它的结构式表示. 代表材料：天然单晶金刚石，人造单晶金刚石，人造聚金刚石，CVD金刚石膜 1、天然单晶金刚石 天然单晶金刚石是一种各向异性的单晶体。硬度达HV9000-10000，是自 然界中最硬的物质。这种材料耐磨性极好，制成刀具在切削中可长时间保持尺 寸的稳定，故而有很长的刀具寿命。天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋 利。可用于制作眼科和神经外科手术刀；可用于加工隐形眼镜的曲面；可用于金刚石手术刀 切割光导玻璃纤维；用于加工黄金、白金首饰的花纹；最重要的用途在于高速超精加工有色金属及其合金。如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。用天然金刚石制作的超精加工刀具其刀尖圆弧部分在400倍显微镜下观察无缺陷，用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。 天然金刚石材料韧性很差，抗弯强度很低，仅为(0.2-0.5)Gpa。热稳定性差，温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。温度再高就会碳化。另外，它与铁的亲和力很强，一般不适于加工钢铁。 2、人造单晶金刚石 人造单晶金刚石作为刀具材料，市场上能买到的目前有戴比尔斯(DE-BEERS) 生产的工业级单晶金刚石材料。这种材料硬度略逊于天然金刚石。其它性能都与 天然金刚石不相上下。由于经过人工制造，其解理方向和尺寸变得可控和统一。人造单晶金刚石刀具 随着高温高压技术的发展，人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。由于这种材料有相对较好的一致性和较低的价格，所以受到广泛的注意。作为替代天然金刚石的新材料，人造单晶金刚石的应用将会有大的发展。 3、人造聚晶金刚石 人造聚晶金刚石(PCD)是在高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成的多晶体材 料。一般情况下制成以硬质合金为基体的整体圆形片，称为聚晶金刚石复合片。根据 金刚石基体的厚度不同，复合片有1.6mm、 3.2mm、4.8mm等不同规格。而聚晶金Pcd 金刚石刀具 刚石的厚度一般在0.5mm左右。目前，国内生产的PCD直径已经达到19mm，而国外如GE公司最大的复合片直径已经做到58mm，戴比尔斯公司更达到了74mm。 根据制作刀具的需要可用激光或线切割切成不同尺寸和角度的刀头，制成车刀、镗刀、铣刀等。 PCD的硬度比天然金刚石低(HV6000左右)，但抗弯强度比天然金刚石高很多。另外，通过调整金刚石微粉的粒度和浓度，使PCD制品的机械物理性能发生改变，以适应不同材质、不同加工环境的需要，为刀具用户提供了多种选择。 PCD刀具比天然金刚石的的抗冲击和抗震性能高出很多。与硬质合金相比，硬度高出3-4倍；耐磨性和寿命高50-100倍；切削速度可提高5-20倍；粗糙度可达到Ra0.05μm。切削效率高、加工精度稳定。 PCD同天然金刚石一样，不适合加工钢和铸铁。这种刀具主要用于加工有色金属及非金属材料，如：铝、铜、锌、金、银、铂及其合金，还有陶瓷、碳纤维、橡胶、塑料等。PCD
聚晶金刚石复合片(PDC)截齿项目可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/4019214609.html, 高级工程师：高建
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目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (8) 2.1项目提出背景 (8) 2.2本次建设项目发起缘由 (8) 2.3项目建设必要性分析 (8) 2.3.1促进我国聚晶金刚石复合片(PDC)截齿产业快速发展的需要 (9) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (9) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (9) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (9) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (10) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (10) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (11) 2.4项目可行性分析 (11) 2.4.1政策可行性 (11) 2.4.2市场可行性 (11) 2.4.3技术可行性 (12) 2.4.4管理可行性 (12) 2.4.5财务可行性 (12) 2.5聚晶金刚石复合片(PDC)截齿项目发展概况 (13)
石油钻探用钢体钻头系列 本类复合片专门应用于石油钻探用钢体钻头，它可以使钻头实现高密度布齿，使钻头具有更好的韧性、强度,更强的攻击性,更大的排屑面积,从而使钻头适用于复杂多变含硬质夹层的地层,并获得更加快速的钻进,且可以有效的减少泥包的生成。
石油钻探用HW / RNC系列 标准非平齿PDC RNC系列： RNC系列PDC是xx公司2004年研制成功的新一代高端产品，并成功进行了技术工艺的改进，产品品质已臻成熟。RNC系列是目前国内最先进的PDC产品，同时达到了了国际水准，产品品质接近目前世界最先进的高端产品。 RNC的性能特点？何以成为高端产品？ 1. 金刚石层厚度增加到 2.0mm（RTC为1.7mm） 2. 抗冲击强度较之以往产品明显提高 3. 耐磨性略有提高 4. 耐热温度由RTC的650度提高至700度 这些RNC性能的进步是基于xx公司的不断研发和大量试验，对PDC生产技术和工艺进行了重大技术改进，在多个方面较之原有产品进行了改和升级。 新技术的应用： 1. 原材料的选用进行了改进，选用了更高级别的金刚石微粉 2. 采用与原有RTC系列不同的新型的硬质合金，提高了焊接强度 3. 金刚石层和硬质合金结合面采用了新的网状齿型，由约20条垂直的纵横槽组成，槽深度变浅 4. 改进了烧结腔体的内部结构，使压力和温度更均衡（这点对于PDC烧结工艺由为重要） 5. 采用新的超级耐热金属，避免烧结过程的腐蚀 6. 调整了烧结过程工艺，提高了PCD层中金刚石-金刚石键的结合强度 7. 提高了金刚石的容量，将金刚石厚度增加为2.0mm 基于我们对RNC系列PDC的实验室检测，包括大量各种破坏性试验，以及来自客户实际钻探工作的反馈，RNC产品在耐热性和耐冲击性性能方面均有显著提高。性能上已经接近世界最高端的PDC产品。 2005年RNC产品在中国和国际市场上均取得了良好的成绩。作为一种高端产品，RNC所表
金刚石复合片是一种新型材料，具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、高耐高温等优点。它广泛应用于机械制造、电子工业、化工行业等领域。为了确保金刚石复合片的品质，必须制定相应的标准。本文将介绍金刚石复合片的标准。 一、标准编号和名称 《金刚石复合片》。 金刚石复合片的标准编号为GB/T 22552-2018， 二、适用范围 GB/T 22552-2018适用于金刚石复合片的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等方面的要求。 三、术语和定义 GB/T 22552-2018中涉及的术语和定义如下： 1.金刚石复合片：将金刚石颗粒与基体材料复合而成的材料。 2.金刚石颗粒：直径在0.1mm以上的人造或天然金刚石颗粒。 3.基体材料：能够与金刚石颗粒复合的材料，通常为金属或陶瓷材料。 4.金属基体：用于复合金刚石颗粒的金属材料，包括钢、铁、铜、铝等。 5.陶瓷基体：用于复合金刚石颗粒的陶瓷材料，包括氧化铝、氮化硅、碳化硅等。 四、技术要求
GB/T 22552-2018规定了金刚石复合片的技术要求，包括以下方面： 1.外观质量：金刚石复合片应无裂纹、夹杂、气孔等缺陷，表面光洁平整。 2.尺寸和公差：金刚石复合片的尺寸和公差应符合设计要求或协议规定。 3.金刚石颗粒分布：金刚石颗粒应均匀分布在基体材料中，且不得出现聚集现象。 4.金刚石颗粒含量：金刚石复合片中金刚石颗粒的含量应符合设计要求或协议规定。 5.硬度：金刚石复合片的硬度应符合设计要求或协议规定。 6.耐磨性能：金刚石复合片应具有良好的耐磨性能，符合设计要求或协议规定。 7.耐腐蚀性能：金刚石复合片应具有良好的耐腐蚀性能，符合设计要求或协议规定。 8.耐高温性能：金刚石复合片应具有良好的耐高温性能，符合设计要求或协议规定。 五、试验方法 GB/T 22552-2018规定了金刚石复合片的试验方法，包括以下方面： 1.外观检验：对金刚石复合片进行目视检查，判断是否存在缺陷。
金刚石复合片(polycrystalline diamondcompact PDC)作为一种新型复合材料，其发展历史仅有十几年，但其应用范围已发展到各行各业，广泛地应用于地质钻探、非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等领域。它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧结而成的多晶金刚石，具有极高的硬度、耐磨性和较长的工作寿命;底层一般为钨钴类硬质合金，它具有较好的韧性，为表层聚晶金刚石提供良好的支撑，且容易通过钎焊焊接到各种工具上。目前国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚晶金刚石-硬质合金复合片。由于它的使用范围扩大，对其性能的要求提高，因而相应的性能检测方法也经过了一个快速的发展过程，在检测的准确性和有效性方面都趋于成熟。 1金刚石复合片的性能 金刚石复合片之所以应用如此广泛，主要是因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能。 (1)高的硬度和耐磨性(磨耗比)。复合片的硬度高达10 000 HV左右，是目前世界上人造物质中最硬的材料，比硬质合金及工程陶瓷的硬度高得多。由于硬度极高，并且各向同性，因而具有极佳的耐磨性。一般通过磨耗比来反映复合片的耐磨性，在20世纪80~90年代中期，复合片磨耗比为4~6万(国外为8~12万); 20世纪90年代中期至现在，复合片的磨耗比为8~30万(国外10~50万)。 (2)热稳定性。复合片的热稳定性确定了其使用范围，复合片的热稳定性[2]即为耐热性，与其强度和磨耗比一样，是衡量PDC质量的重要性能指标之一。耐热稳定性是指在大气环境(有氧气存在)下加热到一定的温度，冷却以后聚晶层化学性能的稳定性(金刚石墨化的程度)、宏观力学性能的变化和对复合层界面结合牢固程度的影响。热稳定性的变化在750℃烧结以后，国内部分厂家产品表现为磨耗比上升5% ~20%，抗冲击韧性变化不大，部分厂家产品磨耗比下降，抗冲击性能下降，这与各个单位所采用的配方和工艺不同有关，国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧结前后变化不大。 (3)抗冲击韧性。PDC作为切削工具，被广泛地应用于油气钻井作业中。在钻井过程中，由于轴向力和水平切削力的联合作用、钻具与孔壁的摩擦、钻杆柱的弯曲、孔底不平及残留岩粉、钻机振动等因素的影响，使得钻头上的PDC受到极大的冲击力。PDC抗冲击性能反映了复合片的韧性和粘结强度，是一综合性指标，也是决定其使用效果好坏的关键所在。在20世纪80~90年代中期，复合片的抗冲击韧性为100~200 J(国外为200~300 J); 20世纪90年代中期至现在，抗冲击韧性为200~400 J(国外大于400 J)。 2复合片的性能检测方法 2.1耐磨性 复合片的耐磨性一般是通过磨耗比这个指标来衡量的，但迄今为止国际上也没有制定统一的测试标准，几个主要的PDC生产国均有其自己的测试方法。美国的GE公司采用的方法是用PDC来车削一种结构均匀的花岗岩棒，切削速度为180 m/min，切深为1 mm，进给量为0. 28 mm/r。车削时用测力计测PDC的受力大小。车削一定数量的花岗岩后，观察PDC 的磨损量。磨损量是用投影显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸，然后用计算机算出其体积，进行比较。英国De Beers公司的方法与GE公司类似。前苏联对PDC耐磨性的测定是用
金刚石复合片是由金刚石和基材复合而成的一种新型材料。其优异的物理和化学性能使得它在许多领域都有广泛的应用。为了确保金刚石复合片的质量和性能，各国制定了相应的标准。本文将对金刚石复合片的标准进行详细介绍。 一、定义 金刚石复合片是由金刚石晶体和基材复合而成的一种材料。基材可以是金属、陶瓷或者其他材料。金刚石复合片具有高硬度、高强度、高韧性等优异性能。 二、分类 根据基材的不同，金刚石复合片可以分为金属基复合片、陶瓷基复合片和其他基材复合片。 三、标准 1.美国标准 美国标准主要包括ASTM标准和SAE标准。其中ASTM标准主要针对金属基复合片，SAE标准则主要针对车辆零部件制造。 2.欧洲标准 欧洲标准主要由CEN和ISO制定。其中CEN标准主要应用于机械加工领域，ISO标准则主要应用于石油和天然气勘探开采领域。 3.中国标准 中国标准主要由国家标准化委员会制定。目前，中国的金刚石复合片标准主要参考国际标准，并结合国内工业生产实际情况进行修订。
四、性能指标 金刚石复合片的性能指标主要包括硬度、强度、断裂韧性、耐磨性等方面。 其中，硬度是衡量金刚石复合片的重要指标之一。一般来说，金刚石复合片的硬度应达到5000kg/mm2以上。 强度是指金刚石复合片在承受外力时不发生永久形变或破坏的能力。根据不同的应用领域，金刚石复合片的强度要求也有所不同。 断裂韧性是指金刚石复合片在承受外力时发生破坏前能够吸收的能量。这个指标对于金刚石复合片的应用领域也有着重要的影响。 耐磨性是指金刚石复合片在使用过程中对于磨损的抵抗能力。这个指标对于金刚石复合片在机械加工、石油勘探等领域的应用来说尤为重要。 五、检测方法 金刚石复合片的质量和性能需要通过一系列的检测方法进行检验。其中包括显微组织分析、硬度测试、强度测试、断裂韧性测试、耐磨性测试等方面。 六、结论 金刚石复合片是一种优异的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。为了确保金刚石复合片的质量和性能，各国制定了相应的标准，并采取一系列的检测方法进行检验。未来，随着科技的不断进步，金刚石复合片的应用领域还将不断扩展，其标准和检测方法
金刚石复合片钻头项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/4019214609.html, 高级工程师：高建
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目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国金刚石复合片钻头产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5金刚石复合片钻头项目发展概况 (12)
聚晶金刚石复合片及其生产工艺简述 （1）聚晶金刚石复合片 全部选用国产原材料，经过重新整形、提纯、净化、配料、组装等工序，在国产六面顶（液）压机上，采用先进的超高压-高温合成工艺，生产聚晶金刚石 复合片坯料 (1) Polycrystalline diamond compact (PDC) Select and use domestic raw materials, and after the procedures of re-coining, purification, purging, burdening and assembling, use advanced ultra high pressure-high temperature synthesis technology to produce polycrystalline diamond compact (PDC) billet on the domestic cubic (hydraulic) press. 聚晶金刚石复合片具体生产工艺简述： 1）根据订单和公司计划下达生产任务单； 2）原料、辅料的购置； 3）整形：对金刚石的形状进行严格控制，对所购原料进行重新整形，尽量去除长条形等不规则形状的金刚石颗粒，获得圆度好的、基本上为球形的金刚石 颗粒； Introduction of the specific production technology of polycrystalline diamond compact (PDC): 1) Assign production tasks in accordance with the orders and company plan; 2) Purchase raw materials and auxiliary materials; 3) Coining: strictly control the diamond shape, re-coin the purchased raw materials, and do the best to eliminate the diamond particles with irregular shapes such as strip ones to obtain diamond particles with good roundness and which are basically spherical. 4) 分级：将混合粉料放入烧杯中，加入超净化去离子水，搅拌混合均匀，根据不同粒度沉降时间不同的原理选取所需粒度，使用激光粒度分析仪对粒度的 分布进行精确测量； 5）净化：对金刚石微粉、钴粉及其他原料进行氢气还原处理；氢气还原处理工艺：在氢气还原炉中处理，依据材料的不同选择不同的处理温度，大致范围 为500-800℃； 4) Classification: put the mixed powder into the beaker, add super-purgative deionized water, stir and mix it evenly, select required particle size in accordance with the settling time theory of different particle sizes, and use the laser particle size analyzer to accurately measure the distribution of particle sizes; 5) Purification: perform hydrogen reductive treatment to diamond micro-powder, cobalt powder and other raw materials; hydrogen reductive treatment techniques: process it in the hydrogen reducing furnace, select different treatment temperatures in accordance with different materials, and the proximate range should be between 500-800℃; 6）配料：按照一定的比例将金刚石与钴粉、以及少量的微量元素进行混合，其中金刚石的粒
聚晶金刚石复合片 贾成厂;李尚劼 【期刊名称】《金属世界》 【年(卷),期】2016(000)003 【总页数】6页(P18-23) 【作者】贾成厂;李尚劼 【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;深圳市海明润超硬材料股份公司,深圳 518128 【正文语种】中文 内容导读 聚晶金刚石复合片采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成。聚晶金刚石复合片既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料，也是功能材料的新突破。 聚晶金刚石复合材料是将聚晶金刚石薄层附着黏结在硬质合金衬底上的复合材料。聚晶金刚石复合片兼有聚晶金刚石极高的耐磨性以及硬质合金的高抗冲击性。金刚石层刃口锋利而且具有自锐性，能够始终保持切削刃的锐利，因此非常适用于石油和地质钻探中的软地层直至中硬地层的勘探，效果非常好。聚晶金刚石复合片中的金刚石含量高达99%，故金刚石层硬度极高、耐磨性极好，其努氏硬度为 6.5×104～ 7.0×104MPa，甚至更高［知识小贴士1］。硬质合金基体克服了聚晶金刚石硬而脆的不足，大大提高了产品整体的抗冲击韧性。硬质合金的易焊接性则
解决了聚晶金刚石很难通过焊接方法与其他材料结合的难题，可以使聚晶金刚石复合片竖直镶焊在钻头上。聚晶金刚石复合片因自身性能优越，国内外竞相研制和生产，从而品种规格日益繁多，如图1所示。 1）具有极高的硬度。聚晶金刚石的硬度为HV7500～9000，仅次于天然金刚石。而且其硬度和耐磨性各向同性，不需选向。其强度由于有韧性较高的硬质合金支撑，复合抗弯强度可达1500 MPa。 2）具有很高的耐磨性。聚晶金刚石的耐磨性一般为硬质合金的60～80倍。在切削硬度较高（＞HV1500）的非金属材料时，耐用度极高。 3）具有较低的摩擦因数。聚晶金刚石与有色金属的摩擦因数为0.1～0.3，而硬 质合金与有色金属的摩擦因数是0.3～0.6。由聚晶金刚石（简称PCD）材料制作 的PCD刀具，与硬质合金刀具相比可降低切削力和切削温度约1/2～1/3。 4）具有很高的导热性。聚晶金刚石的导热系数是硬质合金的1.5～7倍，可以大 大降低切削区的温度，提高刀具耐用度。 5）具有较小的膨胀系数。聚晶金刚石的线膨胀系数很小，约为一般钢的1/10。 另外，因为刀刃锋利，已加工表面加工硬化程度仅为硬质合金刀具的1/3左右， 所以加工精度好。 6）可以根据需要制作成各种尺寸和形状。 7）表现出比单晶金刚石明显优越的韧性和抗冲击性能，在一定程度上弥补了单晶金刚石脆性大、易解理破裂的缺点。 人们对制造聚晶金刚石的设想大概来源于对天然“卡布纳多”金刚石的认识—— 这种金刚石由无数微小的金刚石颗粒组成，含有少量的杂质，颗粒呈无序排列、无解理面，具有很高的硬度、强度和耐磨性，在自然界很稀少。从20世纪60 年代起，美国与前苏联的科学家就尝试人工合成“卡布纳多”。1964 年GE公司的Delai 首次以“某些金属添加剂能使金刚石与金刚石之间产生直接结合”申请了美
金刚石复合片钻头 一、产品特点 金刚石复合片（PDC）是在高温条件下，由人造金刚石与硬质合金一次性合成的特殊超硬材料，它不但具有金刚石硬度高、耐磨等优点，同时还具备了硬质合金抗冲击性强、出刃大等特点，用它做钻头的刀翼可大大提高钻头的工作效率，是钻进中硬岩层和坚硬岩层的理想钻头。 本系列金刚石PDC钻头，托体采用优质钢材煅压成型，经过真空全自动热处理设备进行增加机械性能处理。普通型采用国内优质复合片做刀翼，超强型采用美国GE公司生产的刀片，根据地质条件的不同选用相应的质量等级，可达到更高的产品性价比，达到节能高效的
经济指标。 本公司生产的金刚石钻头遍布全国煤田、石油钻探、地质勘探、水利水电、铁路公路、隧道建设等行业。两翼PDC锚杆钻头（半片标准型）适应岩层八级以下，在同等岩层条件下钻进寿命是普通合金钻头的10-30倍，效率至少提高60%以上，不需修磨，大大降低工人的劳动强度，节约工时。两翼PDC锚杆钻头（半片加强型）刀翼关键原材料由美国GE公司生产，其金刚石含量是普通钻头的1.5倍，耐磨性极好，效率显著提高，综合成本降低，适应12级以下中硬岩层。 二、产品优势 高强型金刚石钻头刀翼采用最新研制的球型金刚石刀片，特点是钻进速度快，抗冲击能力强。当钻头钻进时，唇边用于正常均匀地层岩石的刮削，突出部分可以抑制钻头钻进过程中遇到缝隙时瞬间大幅度进尺，大大降低了钻头的意外损坏，提高了应对复杂岩层的钻进水平。 三、其他产品参数 最佳适应岩层参数表： 行号类型适应岩层 1普通PDC钻头F<10的软—中硬岩 2加强PDC钻头F=10－12的中硬岩 3 高强PDC钻头F<18的硬岩 金刚石复合片（PDC）钻头钻进规程建议参数表： 行号规格mm 钻进规程参数 钻压（Kg）转速（rpm）泵量（1╱min）
高频钎焊金刚石复合片的工艺要点 一、概述： （一）钎焊 高频焊是钎焊的一种加热方法，钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的工件联接起来的一种焊接方法。钎焊时钎料熔化为液态而母材保持为固态，液态钎料在母材的间隙中或表面上润湿，毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用（溶解、扩散或产生金属间化合物），冷却凝固形成牢固的接头，从而将母材连接在一起。 （二）聚晶金刚石复合片 聚晶金刚石复合片是在硬质合金基片上，于5万大气压和1500℃高温下，烧结一层聚品金刚石所构成的复合体。聚晶金刚石复合片可以充分利用聚品金刚石层的高硬度、高耐磨性能，而由复合片的硬质合金基体承受切削岩石时的冲击载荷，防止聚晶金刚石破碎。（三）钎剂的作用 1、去除钢体、复合片和钎料表面的氧化物，为液态钎料在钢体、复体片基体上的铺展和钎料向复合片渗透创造必要条件。 2、液态钎剂薄层覆盖钢体、复合片和钎料表面，避免它们的二次氧化，阻止金刚石层碳化。 3、起界面活性作用，改善钎料对钎焊面的润湿，促进钎料流动，填充间隙，形成光滑致密的钎缝。 （四）高频钎焊PDC复合片的特点 1、PDC复合片基体是碳化钨类硬度合金，PDC的钎焊实际上是钎焊硬度合金。
2、高频钎焊是在大气条件下的钎焊， PDC的金刚石层在大气条件下耐热温度低，钎焊温度应该控制在700℃以下。 3、受钎焊温度的限制，PDC的钎焊润湿性为不如硬度合金。（硬度合金钎焊温度在880℃以上） 4、PDC钎焊最直接的钎焊问题是脱焊。 5、导致脱焊的关键因素是钎缝强不够、钎焊工艺不当。 6、钎焊前硬度合金钎焊面未经磨光，硬度合金钎焊面上的氧化层会妨碍钎料的湿润作用，影响钎缝强度。 7、在所有钎焊工艺参数中，钎料选用、钎焊温度和保温时间是最重要的。其次加热速度和冷却速度也对焊缝有较大的影响。 8、钎焊温度应适当高于钎料溶化温度25～50℃。钎焊温度过高，会使钎料产生氧化和气孔；钎焊温度过低，会使钎缝未焊透或夹渣； 9、足够的保温时间是钎料与基体相互扩散，形成牢固接合所必需的，但保温时间过长则易产生夹渣、气孔。 10、加热速度的要求是在保证均匀加热的前提下，应尽量缩短加热时间。 11、合理的冷却速度也可以提高焊缝强度。过快过慢的冷却速度都不利于焊缝，相对来说焊后直接冷却不如保温缓冷。 12、钎焊过程中要错动复合片，这种手法可以排除焊渣提高钎着率，但钎料冷却后绝不能有任何动作。 二、高频钎焊金刚石复合片常规钎焊工艺： （一）钎焊前的准备 1、彻底清理基体和复合片 （1）用46-60目的碳化硅砂轮将复合片的硬质合金底面或合金柱钎焊面上的氧化膜磨
聚晶金刚石（PCD）和聚晶金刚石复合片 （PDC） 与大单晶金刚石相比，作为刀具材料的聚晶金刚石（PCD）以及聚 晶金刚石复合刀片（PDC）具有以下优点：①晶粒呈无序排列，各向同性，无解理面，因此它不像大单晶金刚石那样在不同晶面上的强度、硬 度以及耐磨性有较大区分，以及因解理面的存在而呈现脆性。②具有较 高的强度，特别是PDC材料由于有硬质合金基体的支撑而有较高的抗冲 击强度，在冲击较大时只会产生小晶粒碎裂，而不会像单晶金刚石那样 大块崩缺，因而PCD或PDC刀具不仅可以用来进行精紧密削加工和一般 半精密加工，还可用作较大切削量的粗加工和断续加工（如铣削等）， 这大大扩充了金刚石刀具材料的使用范围。③可以制备大块PDC金刚石 复合片刀具坯料，充足大型加工刀具如铣刀的需要。④可以制成特定形 状以适合于不同加工的需要。由于PDC刀具大型化和加工技术如电火花 和激光切割技术的提高，三角形、人字形以及其他异形刀坯均可加工成形。为适应特别切削刀具的需要还可设计成包裹式、夹心式与花卷式PDC刀具坯料。⑤可以设计或推测产品的性能，给与产品必要的特点以 适应它的特定用途。比如选择细粒度的PDC刀具材料可使刀具的刃口的 质量提高，粗粒度的PDC刀具材料能够提高刀具的耐用度，等等。 总之，随着PCD、PDC金刚石复合片刀具材料的讨论进展，其应用 已经快速扩展到很多制造工业领域，广泛应用于有色金属（铝、铝合金、铜、铜合金、镁合金、锌合金等）、硬质合金、陶瓷、非金属材料（塑料、硬质橡胶、碳棒、木材、水泥制品等）、复合材料（纤维加强塑料、金属基复合材料MMCs等）的切削加工，尤其在木材和汽车加工业，已 经成为传统硬质合金的高性能替代产品。 切削刀具用PDC、PCD材料要求：①金刚石颗粒间能广泛地形成D—D自身结合，残余粘结金属和石墨尽量少，其中粘结金属不能以聚结态或呈叶脉状分布，以保证刀具具有较高的耐磨性和较长的使用寿命。 ②溶媒金属残留量少。最好是在烧结过程中能起溶媒作用，而在烧结过 程完成后将以不起溶媒作用的合金形式充填于烧结金刚石晶粒间隙中，
金刚石复合片钎焊技术 针对金刚石复合片钎焊中存在的问题，通过添加强化元素，研制了一系列适宜不同应用对象的银基钎料，并对其熔点润湿性和强度等钎焊性能进行了研究，同时探讨了钎焊工艺对钎焊接头强度的影响。结果表明，针对PCD不同的工作条件，应采用合理的钎焊工艺，选取适宜的钎料。 前言 聚晶金刚石PCD是由金刚石微粉与粘结剂在高温高压条件下烧结而成的复合晶体材料，由于PCD材料具有高硬度、高耐磨性、高弹性模量等显著优点，近年来已成为高档机械加工刀具、地质及石油钻头、石材加工工具、混凝土工具等高耐磨工具的首选材料。但是PCD的焊接工艺性差，钎焊是目前最常用的焊接方法。PCD的钎焊主要依靠润湿其中的金属粉或硬质合金基体实现。但由于PCD中金刚石允许的加热温度受限制(一般不允许超过760-800℃)，所以钎料必须选用银基钎料，而常规银基钎料的耐热温度较低、对金刚石和碳化物的润湿性差，因此PCD工具在使用过程中的脱焊成为主要失效形式之一，选用高性能的钎料、选择合理的工艺是提高PCD 钎焊质量的关键。 1钎料的研制
根据PCD的钎焊特点钎料，应该满足下列条件：熔化温度不高于800℃，流铺性适宜钎料耐高温400℃以上，适宜通用的感应钎焊或火焰钎焊，对PCD合金钢和硬质合金的润湿性好。 针对上述特点，对常用的银铜锌钎料进行了分析和选择，确定在含银量50 65的银基钎料基础上添加强化元素，以改善钎料性能。可添加的元素有Co Ni MnSi Sn In B Ti Re等。通过分析这些元素在钎料中的作用，确定Co Ni Mn作为主要添加元素，提高钎料接头强度。SiSn In B Ti Re作为微量添加元素，改善流动性、增加润湿性和降低钎料的熔化温度。根据以上分析共研制了六种综合性能较好的合金。 2钎焊工艺制定 钎缝强度主要取决于以下三个因素：被连接材料的组织和状态、钎料和钎剂、钎焊过程。 2.1被连接材料的焊前处理 结合面设想：PCD片的形状是由使用要求确定的，基体的槽型对钎焊强度和焊接内应力影响很大，最根本的设想道理是单面焊和最小应力焊接。多少尺寸校验：最佳的装配间隙是0.1-0.15 mm，中部间隙应不大于四周间隙。
金刚石复合片组装流程 The assembly process of diamond composite blades involves several steps that are crucial in ensuring the quality and performance of the final product. From selecting the right materials to the final inspection, each stage requires precision and expertise. In this essay, we will explore the various perspectives involved in the assembly process of diamond composite blades, including the materials used, the equipment required, the skills of the workers, the quality control measures, the environmental impact, and the overall significance of these blades in various industries. Firstly, let's consider the materials used in the assembly process. Diamond composite blades are typically made by combining diamond particles with a metal matrix, such as bronze or steel. The diamond particles provide the cutting ability, while the metal matrix adds strength and durability to the blade. The selection of high-quality diamonds and the appropriate metal matrix is crucial to
复合片钻头技术规格书 1、使用条件 复合片钻头适用于地面煤层气井、工程井、探放水及防治水钻井等施工，适于在软-中硬完整地层施工钻进，不宜在破碎、裂隙、强研磨性地层使用。使用地层岩石硬度f值不小于6o 3、设计、生产、制造、安装、检验检测所需资质文件 生产单位应具备美国石油协会(API)印证资质，复合片钻头应具有合格证，内容包括制造单位、产品名称、规格型号、制造日期或生产批号。 4、钻头适用标准 SY/T5217-2000 《金刚石钻头及金刚石取心钻头》 5、主要技术参数 钻头符合以下技术参数：
1）钻头为五刀翼结构，钻头体材料为优质合金钢，钻 头钢体抗拉强度2736MPa。 2）钻头直径：钻头外径公差参考标准SY/T5217-2000要求。 3）钻头长度：350-400mm o 4）钻头扣型：公扣，标准REG扣型与配套钻杆匹配。 5）复合片要求： 5.1、钻头复合片焊接前磨耗比平均值2300万，单片磨耗比值260%平均值；焊接后磨耗比值N250万，单片磨耗比值260%平均值； 5.2、钻头复合片焊接后抗冲击韧性平均值240OJ（抗冲击韧性考核指标，采用超硬材料疲劳冲击试验机测试,选用YG15硬质合金做压头，能量值设定40J/次，冲击次数不低于10次）； 5.3、1913规格复合片厚度要求为13.2mm,公差土0.1mm,直径要求为Φ19.05πιπι,公差±0.03mm；1610规格复合片厚度要求为IOnIn1,公差±0.1∏≡,直径要求为Φ15.88mm,公差±0.03nιπi;1308规格复合片厚度要求为8mm,公差土0.1mm,直径要求为由13.44mπι,公差±0.03mπi; 6）焊接强度：钎缝剪切强度不低于280MPa。 7）产品性能要求：钻头产品应提供试验报告或相关证明材料（材料应体现钻头寿命和钻进效率等试验数据）。后续供应产品 的应用性能数据应与试验报告或相关证明材料 提供的数据内容相符，不低于试验数据。 6、质量及验收要求
人造金刚石硬质合金复合片项目简介 一、项目概述 金刚石具有极其优异的力学、电学、热学、声学和光学等性质。其优异的力学性能突出地表现在其硬度在已发现的材料中最高的，可达到1000kg/mm2，加之其磨擦系数非常小（约0.05），因而可用作切削刀具、钻头、轴承、压模、拉丝模、精密量具的涂层等，不仅提高使用寿命，还可提高加工精度。从而大大提高机械加工效率。 在硬质合金基体上利用高温高压烧结一层厚度为0.5-0.7mm的金刚石微粉形成硬质合金-金刚石复合材料，称之为聚晶金刚石复合片（Polycrystalline Diamond Compacts，简称PDC）刀具材料。由于它既具有金刚石的高硬度和强度同时又具有硬质合金韧性，被广泛应用于石油地质钻头、拉丝模具、以及有色金属及其合金、木工材料、陶瓷材料、复合材料的精密及半精密的连续或断续切削加工，已经或正在全面取代天然或人造大颗粒金刚石单晶刀具和传统硬质刀具（如硬质合金刀具、涂层刀具、陶瓷刀具等）。随着现代制造业尤其是汽车制造业的快速发展，PDC超硬刀具材料的生产及应用也在超常速增长。据有关资料报导，八十年代末期PDC刀具全球销售额仅为50万美元，至1997年PDC刀具销售额已达2.3亿美元。其中大部分（约60%）用于汽车零件的切削加工，其次，PCD刀具近30%用于木工刀具。国内PDC刀具市场已超过1亿元人民币，其厂家主要分布在上海、北京、深圳、西安、郑州、长沙、廊坊等地。这些厂家一般采用国外G·E公司、Beer's公司复合片原材料，目前自主开发PDC超硬刀具材料的国内厂家很少。随着我国国内机床工业面临着升级换代，新的加工技术如CNC及数控机床将得到普遍广泛使用。可以预言，可实现高效率、高稳定性、高精度，长寿命的PDC超硬刀具的应用也会日益普及，PDC超硬刀具材料的市场发展前景十分看好。 本项目属于国家技术经济政策鼓励重点发展的两个高新技术产业领域：其一是新材料产业，本项目的原材料超硬材料属于新材料；其二是现代先进制造业，本项目产品是现代制造业必不可少的新型先进加工工具。发达国家超硬材料工具制造技术先进，产品档次高，附加值在10倍甚至20倍以上。而国内目前基本上是中低档产品，附加值3倍左右。高档工具主要靠进口，每年进口额超过25亿人民币。国内急需要大力开发超硬材料工具高档产品替代进口，满足国内市场需要。 二、市场分析
提高金刚石复合片抗冲击性能的试验研究 孙伟;赵海峰;张天翔;熊远贵;王倩;王小华;甄怀宾;朱卫平 【摘要】针对聚晶金刚石复合片脱钴处理后,金刚石层出现微观空隙结构,抗冲击性能减弱的问题,利用微观粒子充填的方法,选取类金刚石作为充填剂,对金刚石层进行充填处理,利用扫描电子显微镜和PDC抗动载性能测试仪,对充填和未充填的复合片进行对比试验分析.试验表明,充填的复合片其金刚石层表面形成类金刚石薄膜,有利于分散冲击过程中形成的瞬间应力集中;充填的复合片其抗冲击性能得到显著提高,能承受30 J的冲击功4～5次,承受的总冲击功高达450 J;未充填的复合片能承受100J的总冲击功,再经过1次20J的冲击后,金刚石层会出现裂纹或脱落的现象.进一步分析试验条件对充填金刚石复合片的抗冲击性能影响,结果显示,射频功率越大,氩气、甲烷和氢气的流量比为5∶10∶30,沉积时间为180 min时,充填的金刚石复合片的抗冲击性能最佳. 【期刊名称】《钻采工艺》 【年(卷),期】2018(041)006 【总页数】4页(P87-89,105) 【关键词】聚晶金刚石复合片;脱钴处理;微观粒子充填;类金刚石;抗冲击性能 【作者】孙伟;赵海峰;张天翔;熊远贵;王倩;王小华;甄怀宾;朱卫平 【作者单位】中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;中国石油大学·北京;中石油煤层气有限责任公司;中国石油大学·北京;中国矿业大学·北京;中石油煤层气有限责任公司;中国石油大学·北京;中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;中石油煤层气有限责任公司
【正文语种】中文 PDC钻头具有破岩效率高、钻速快、进尺多、寿命长等优点，在石油钻井中发挥着重要作用［1－3］。据统计，70%以上的PDC钻头失效是因PDC切削齿损坏而造成的，主要表现为切削齿的磨损和断裂，并伴有少量的金刚石层脱落和掉齿现象［4－5］。聚晶金刚石复合片在高温、超高压的条件下，由金刚石微粉与硬质合金基体在催化剂钴的作用下烧结而成［6］，它是PDC钻头的切削齿，是钻进过程中最主要的切削单元［7］。钴在高温下会加速金刚石的石墨化，产生严重的热损伤，因而金刚石复合片在使用前一般要去除钴，以提高金刚石复合片的热稳定性［8］。 然而，钴相去除后留下的微观空隙结构严重地影响了金刚石复合片的抗冲击性能。有学者提出用膨胀系数与金刚石接近的硅或硅合金，渗入到金刚石层的微观空隙结构中，提高复合片的韧性和抗断裂的能力［9－10］。段植元等［11］提出加入碳纳米管改善金刚石颗粒间的粘结方式，增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性。本文利用微观粒子充填的方法，选择类金刚石作为充填剂［12－13］，一方面充填金刚石层中的微观空隙，另一方面在金刚石层表面形成立体网状结构，分散振动冲击过程中形成的瞬间应力集中，提高金刚石复合片的抗冲击性能。 一、试验设备及工艺 类金刚石是近来兴起的一种以sp3和sp2键的形式结合生成的亚稳态材料，其不仅具有优异的耐磨性，而且具有很低的摩擦系数，是一种优异的表面抗磨损材料［14］。 试验采用电容耦合RF－PECVD系统作为试验设备(如图1)。采用水平放置的平行板电极(电极间距5 cm)，下电极通过匹配网络与射频发生器相连，上电极接地。真空室壁接地，源气体从后面引入反应室中，衬底置于下电极，沉积面朝上。试验