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第二章 PDC 钻头工作原理及相关特点PDC 钻头是依靠安装在钻头体上的切削齿切削地层的，这些切削齿有复合片切削齿和齿柱式两种结构，它们的结构以及在钻头上的安装方式如图1-2所示。
复合片式切削齿是将复合片直接焊接在钻头体上预留的凹槽内而形成的。
它一般用于胎体钻头；齿柱式切削齿是将复合片焊接在碳化钨齿柱上而形成的，安装时将其齿柱镶嵌或焊接在钻头体上的齿空内，它一般用于钢体钻头，也有用于胎体钻头的。
复合片（即聚晶金刚石复合片）是切削齿的核心。
复合片一般为圆片状，其结构如图1-3所示，它是由人造聚晶金刚石薄层及碳化钨底层组成，具有高强度、高硬度及高耐磨性，可耐温度750℃。
人们早就从实验中发现，岩石的诸力学强度中，抗拉强度最低，剪切强度次之，而抗压强度最高，抗压强度往往比剪切强度高数倍至十多倍。
显然采用剪切方式破碎岩石比用压碎方式要容易而有效的多。
PDC 钻头的复合片切削结构正是利用了岩石这一力学特性，采用高效的剪切方式来破碎岩石，从而达到了快速钻井的(a) 复合片式切削齿 (b)齿柱式切削齿图1-2 切削齿在钻头上的安装方式图1-3 复合片的结构图1-4 PDC 钻头的切削方式目的。
当PDC钻头在软到中等级硬度地层进时，复合片切削齿在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层并向前滑动，岩石在切削齿作用下沿其剪切方向破碎并产生塑性流动，切削所产生的岩削呈大块片状，这一切削过程与刀具切削金属材料非常相似（见图1-4）。
被剪切下来的岩屑，再由喷嘴射出泥浆带走至钻头与井壁间的环空运至井外。
PDC钻头因使用了聚晶金刚石复合片作切削元件而使得切削齿有很高的硬度和耐磨性。
PDC齿的缺点是热稳定性差，当温度超过700℃时，金刚石层内的粘结金属将失效而导致切削齿破坏，因此PDC齿不能直接烧结在胎体上而只能采用低温钎焊方式将其固定在钻头体上。
在工作中，切削齿底部磨损面在压力作用下一直与岩石表面滑动摩擦要产生大量的摩擦热，当切削齿清洗冷却条件不好，局部温度较高时，就有可能导致切削齿的热摩损（350-700℃时，切削齿的磨损速度很快，这一现象称为切削齿的热磨损）而影响钻头正常工作，所以钻头要避免热磨损出现就必须有很好的水力清洗冷却，润滑作用配合工作，这就是要求泥浆从喷嘴流出后水力分布要合理，能有效地保护切削齿，这即是对钻头水力计的基本要求之一。
第23卷第1期高压物理学报V ol.23,No.1 2009年2月CHIN ESE JOU R NA L O F H IGH PRESSU RE P HY SICS Feb.,2009文章编号:1000-5773(2009)01-0024-07金刚石层厚度对复合片(PDC)残余应力的影响*徐国平1,2,陈启武2,尹志民1,徐根1(1.中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410083;2.长沙矿冶研究院,湖南长沙410012)摘要:通过X射线应力测试和有限元分析相结合的方法,研究了金刚石层厚度对聚晶金刚石复合片(PDC)残余应力的影响,并根据实验测试结果推导出了PDC表面中心与边缘的应力随金刚石层厚度变化的关系式。
随着金刚石层厚度由015m m增加到210m m,PDC表面中心的压应力从1800MPa下降至700M Pa左右,而边缘部分的应力逐渐由压应力转为拉应力。
金刚石层加厚虽然对边缘部分的最大拉应力影响不大,但使PDC边缘拉应力区宽度由0176m m增加到了2185mm。
金刚石层厚度的增加还使得PDC边缘界面附近y方向的最大拉应力和位于界面边缘处的最大剪应力显著加大,这是金刚石层较厚的PDC界面容易产生裂纹的主要原因。
关键词:金刚石层厚度;聚晶金刚石复合片(PDC);残余应力中图分类号:TQ164.9文献标识码:A1引言聚晶金刚石复合片(Poly cry stalline Diam ond Co mpact,简称PDC)进入市场30年来,对世界范围内的石油、天然气钻井行业产生了重大的影响。
采用PDC作为切削齿的钻头与硬质合金牙轮钻头相比,使用寿命长,钻进速度(ROP)快。
而且结构简单,没有活动部件,在很大程度上降低了钻井成本,提高了效率,还从结构上消除了事故隐患。
在地层相同的情况下,PDC钻头与牙轮钻头相比,机械钻速可以提高33%~100%,成本可以降低30%~50%,单只进尺可增加3~4倍[1]。
硅基聚晶金刚石的性能与物相分析孙国平;刘磊;李亚辉;王井井;胡现芝【摘要】对3种硅基聚晶金刚石的物理性能和物相结构进行了分析,研究了其在磨耗比、体积密度、显微硬度等性能方面的差别及在物相结构上的差异.研究发现,硅基聚晶金刚石的粘结剂主要为Si、Ti等碳化物形成元素,通过与金刚石反应可形成结合牢固的金刚石-碳化物复合材料.聚晶材料的性能受多种因素影响,石墨化和粘结剂残留等均会影响材料的整体结合能力,降低材料综合使用性能.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2015(026)004【总页数】3页(P77-79)【关键词】聚晶金刚石(PCD);性能;物相分析【作者】孙国平;刘磊;李亚辉;王井井;胡现芝【作者单位】中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TQ164人造聚晶金刚石(polycrystalline diamond，简称PCD)的发展始于上个世纪60年代初期，是由人造金刚石微粉与粘结剂在高温高压环境下烧结而成的复合材料。
由于它克服了单晶金刚石的解理性及脆性，具有高硬度、高耐磨性和韧性，大大扩充了工业金刚石的应用领域。
随着现代合成工艺技术及合成设备的不断改进，聚晶金刚石因其优异的性能已成为当代工业生产不可或缺的新材料之一，已广泛应用于地质与矿产钻探、非金属材料加工与有色金属切削等领域[1-4]。
聚晶金刚石的性能与粘结剂关系密切，不同的粘结剂在聚晶烧结过程中的作用及存在形式有较大差异。
选用不同的粘结剂及控制粘结剂的加入量会获得不同性能的金刚石聚晶。
一类是以Co、Fe等触媒金属元素作为结合剂，金刚石颗粒在烧结过程中通过触媒金属的催化作用形成C-C键结合。
该类聚晶耐磨性好，但热稳定性较差；另一类是以Si、Ti等碳化物形成元素为结合剂，高温高压下在金刚石周围形成碳化物从而粘结在一起。
类金刚石碳薄膜的摩擦行为与机理研究文章标题：探讨类金刚石碳薄膜的摩擦行为与机理摘要：本文将深入探讨类金刚石碳薄膜的摩擦行为与机理研究，从实验数据和理论分析两方面展开讨论，帮助读者更全面地理解该主题，并对相关理论有更深刻的认识。
1. 介绍类金刚石碳薄膜是一种具有很高硬度和优异耐磨性能的材料，被广泛应用于工业领域。
在摩擦学研究中，类金刚石碳薄膜的摩擦特性备受关注。
本文将从摩擦行为和摩擦机理两个方面展开讨论。
2. 实验数据分析2.1 类金刚石碳薄膜的摩擦系数：实验结果表明，类金刚石碳薄膜具有较低的摩擦系数，这使其在工业应用中具有重要意义。
我们将分析不同条件下的摩擦系数变化，以探究其规律。
2.2 摩擦磨损特性：通过实验数据分析，我们可以发现类金刚石碳薄膜在不同载荷和速度下的摩擦磨损特性，探讨其磨损机理和规律。
3. 理论分析3.1 表面润滑理论：类金刚石碳薄膜的润滑性能对其摩擦行为起着重要作用。
我们将从分子动力学模拟等方面进行理论分析，探讨其表面润滑机理。
3.2 润滑膜形成机制：润滑膜是影响摩擦行为的重要因素之一，我们将结合实验数据和理论模型，探讨润滑膜的形成机制及其对摩擦性能的影响。
4. 总结与展望通过对类金刚石碳薄膜摩擦行为与机理的全面讨论，我们得出了一些重要的结论和认识。
也指出了目前研究中存在的不足和亟待解决的问题，展望未来的研究方向和发展趋势。
个人观点：在类金刚石碳薄膜摩擦行为与机理的研究中，我认为理论和实验的结合至关重要。
只有通过理论分析和实验数据的验证，我们才能深入理解其摩擦特性，并为工业应用提供更有效的指导和支持。
我也认为在未来的研究中，需要更加注重润滑膜的形成机制和作用，在实际应用中进一步优化类金刚石碳薄膜的摩擦性能。
结论：通过本文的探讨，我们对类金刚石碳薄膜的摩擦行为与机理有了更全面的认识。
在未来的研究中，我们将继续深入探讨该领域的相关问题，为相关工业领域的发展和应用提供更有效的支持。
以上是对你指定的主题的文章撰写，如有需要，还请查看并提出修改意见。
第二章PDC 钻头工作原理及相关特点第二章 PDC 钻头工作原理及相关特点PDC 钻头是依靠安装在钻头体上的切削齿切削地层的，这些切削齿有复合片切削齿和齿柱式两种结构，它们的结构以及在钻头上的安装方式如图1-2 所示。
复合片式切削齿是将复合片直接焊接在钻头体上预留的凹槽内而形成的。
它普通用于胎体钻头；齿柱式切削齿是将复合片焊接在碳化钨齿柱上而形成的，安装时将其齿柱镶嵌或者焊接在钻头体上的齿空内，它普通用于钢体钻头，也实用于胎体钻头的。
复合片(即聚晶金刚石复合片)是切削齿的核心。
复合片普通为圆片状，其结构如图1-3 所示，它是由人造聚晶金刚石薄层及碳化钨底层组成，具有高强度、高(a) 复合片式切削齿(b)齿柱式切削齿图1-3 复合片的结构图1-2 切削齿在钻头上的安装方式硬度及高耐磨性，可耐温度750℃。
人们早就从实验中发现，岩石的诸力学强度中，抗拉强度最低，剪切强度次之，而抗压强度最高，抗压强度往往比剪切强度高数倍至十多倍。
显然采用剪切方式破碎岩石比用压碎方式要容易而有效的多。
PDC 钻头的复合片切削结构正是利用了岩石这一力学特性，采用高效的剪切方式来破碎岩石，从而达到了快速钻井的图1-4 PDC 钻头的切削方式目的。
当PDC 钻头在软到中等级硬度地层进时，复合片切削齿在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层并向前滑动，岩石在切削齿作用下沿其剪切方向破碎并产生塑性流动，切削所产生的岩削呈大块片状，这一切削过程与刀具切削金属材料非常相似(见图1-4)。
被剪切下来的岩屑，再由喷嘴射出泥浆带走至钻头与井壁间的环空运至井外。
PDC 钻头因使用了聚晶金刚石复合片作切削元件而使得切削齿有很高的硬度和耐磨性。
PDC 齿的缺点是热稳定性差，当温度超过700℃时，金刚石层内的粘结金属将失效而导致切削齿破坏，因此PDC 齿不能直接烧结在胎体上而只能采用低温钎焊方式将其固定在钻头体上。
在工作中，切削齿底部磨损面在压力作用下向来与岩石表面滑动磨擦要产生大量的磨擦热，当切削齿清洗冷却条件不好，局部温度较高时，就有可能导致切削齿的热摩损(350-700℃时，切削齿的磨损速度很快，这一现象称为切削齿的热磨损)而影响钻头正常工作，所以钻头要避免热磨损浮现就必须有很好的水力清洗冷却，润滑作用配合工作，这就是要求泥浆从喷嘴流出后水力分布要合理，能有效地保护切削齿，这即是对钻头水力计的基本要求之一。
金刚石刀具的正确使用时间:2010-04-19 09:17来源:未知作者:admin 点击:145次金刚石刀具是指用天然单晶金刚石(nd)及性能与之相近的人造金刚石(pcd)作成切削部分的刀具。
用金刚石刀具加工铜、铝等有色金属和非金属耐磨材料时特别有效,其切削速度可比硬质合金高一个数量级(例如铣削铝合金的切削速度为3000～4000m/min,高的甚至可达7000m/min),刀具寿命比硬质合金高几十、甚至几百倍。
金刚石刀具过去主要用于精加工,近十几年来由于改进了人造金刚石的生产工艺,控制了原料纯度和晶粒尺寸,采用了复合材料和热压工艺等,应用范围不断扩大,除适合于一般的精加工和半精加工外,还可用于粗加工。
金刚石刀具的硬度极高、耐磨性好、刃口锋利、刃部表面粗糙度值小、摩擦因数低、抗粘结性好和热导率高,切削时不易粘刀及产生积屑瘤,加工表面质量好。
加工有色金属时,表面粗糙度值可达rz=0.1～0.05μm,加工精度可达it6～it5,能有效地加工非铁金属材料和非金属材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、未烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨木材(尤其是实心木和胶合板、mdf等复合材料)。
但金刚石刀具的韧性差,热稳定性低,与铁族元素接触时有化学反应,在700～800℃时将碳化(即石墨化),一般不适于加工钢铁材料。
1.金刚石刀具的类型目前生产上常用的金刚石刀具有四类:人造聚晶金刚石(pcd)刀具、人造聚晶金刚石复合片(pcd/cc)刀具、金刚石材料涂层刀具以及电镀金刚石刀具。
其中,以前两类刀具使用最多。
它们通常是先制成刀片,然后采用粘接、镶焊或机夹方式固定在刀柄或刀体上使用。
金刚石刀具可用于制造车刀、镗刀、铣刀、钻头、铰刀、成形刀和切齿刀等刀具。
(1)pcd刀具pcd又称金刚石烧结体,它是在高温、高压下,通过钴等金属结合剂将许多人造金刚石的单晶粉聚晶成的多晶体材料。
钻井工程理论与技术第一章1．简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层空隙压力和基岩应力三者之间的关系静液压力——自身的重力所引起的压力. 其大小与液体的密度与液柱的垂直高度成正比。
h=0.00981ρH上覆岩层压力—地层某处的上覆岩层压力是该处以上地层（包括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。
地层压力—指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力，用pp 表示。
基岩应力—由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力，称为基岩应力，亦称有效上覆岩层压力、骨架应力或颗粒间压力，用σ表示上覆岩层压力由岩石骨架和孔隙中的流体共同承担，因此上覆岩层压力、地层压力和基岩应力之间存在以下关系：Po =σ+Pp。
po一定时，σ减小，pp增大，σ→0，pp → po。
所以，地层的孔隙压力增大，基岩应力必然减小2．简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理在地层被不渗透的围栅包围，流体被圈闭在地层的孔隙空间内不能自由流通（称之为水力学封闭系统）的条件下，随着地层的不断沉积，上覆岩层压力逐渐增大，而圈闭在地层孔隙内的流体排不出去，必然承受部分上覆岩层重力。
结果是地层流体压力升高，地层得不到正常压实，孔隙度相对增大，岩石密度相对减小，基岩应力相对降低。
这种作用称为欠压实作用3．简述在正常压实的地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。
4．解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力。
某深度处地层破裂时所能承受的液体压力称为该处地层的破裂压力，用Pf表示。
它取决于井眼周围岩石的应力状态和岩石强度。
5．某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。
6．某井垂深2500m，井内钻井液密度为1.18g/cm3，若地层压力为27.5MPa，求井底压差。
7．某井井深3200m，产层压力为23.1MPa，求产层的地层压力梯度。
8．某井钻至2500m，钻进时所用的钻头直径为215mm，钻压160kN，钻速110r/min，机械钻速7.3m/h，钻井液密度1.28g/cm3，正常条件下钻井液密度为1.07g/cm3，求d和dc指数。
聚晶金刚石复合片非脆性去除磨削机理研究 贾乾忠;李嫚;张弘弢;董海;屈福政 【摘 要】Grinding of polycrystalline diamond (PCD ) is an important process in PCD cutter manufacturing . The grinding parameters can strongly influence the removal form of PCD , and determine the performance of the cutting tool . Non-brittle removal mechanism of PCD including scoring effect ,sliding effect and thermochemical reaction ,as well as their relations with grinding parameters ,are investigated by examining the surface micro-morphology of pre-etched PCD specimens using scanning electron microscopy .The experimental results indicate that scoring effect ,which is functional in the initial stage of wet grinding ,happens only when the wear particles of diamond wheel are sharp .On the contrary ,sliding effect and thermochemical reaction ,which happen simultaneously , are the main removal mechanisms when wear particles of diamond wheel are blunt .At last ,a special group of grinding experiments are carried out and the existence of a softened layer caused by thermochemical reaction on the ground surface of PCD is confirmed indirectly .%聚晶金刚石(polycrystalline diamond ,PCD)的磨削是PCD刀具制造中的关键环节 ,磨削参数的变化影响PCD的去除方式 ,进而决定刀具的切削性能.通过扫描电镜观察分析腐蚀后的PCD磨削表面微观形貌 ,研究了金刚石砂轮磨削PCD中的刻划作用、滑擦作用和热化学反应等非脆性去除机理 ,及其与磨削参数的关系.结果表明 :刻划作用仅在砂轮磨粒较锋利时产生作用 ,多存在于湿磨初期 ;砂轮磨钝后 ,滑擦作用和热化学反应是PCD的主要去除方式 ,且滑擦作用与热化学反应同时发生.通过设计一组特殊磨削试验 ,间接证明了磨削后的PCD表面存在由热化学反应产生的软化层.
【期刊名称】《大连理工大学学报》 【年(卷),期】2015(055)003 【总页数】5页(P281-285) 【关键词】聚晶金刚石;磨削;金刚石砂轮;刻划;滑擦;热化学反应 【作 者】贾乾忠;李嫚;张弘弢;董海;屈福政 【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024
【正文语种】中 文 【中图分类】TG580.11 聚晶金刚石(polycrystalline diamond，简称PCD)，是由少量金属粉末催化剂混合在金刚石微粉中，在高温高压下烧结而成的一种超硬材料．在烧结过程中金刚石颗粒之间会形成牢固的C—C键，因此PCD具有接近单晶金刚石的硬度、耐磨性和较高的强度，是一种理想的刀具材料[1]．PCD复合片包括PCD层和硬质合金层，是直接在韧性较好的硬质合金基体上烧结而成[2]．PCD复合片集金刚石的高硬度与硬质合金的良好韧性于一身．然而，因为PCD的高硬度和高耐磨性，PCD刀具的加工变得非常困难．目前，主要有4种加工PCD刀具的方法，包括电火花磨削加工、热铸铁盘加工、超声振动研磨和金刚石砂轮磨削[3-5]．其中，金刚石砂轮磨削技术相对比较成熟，工艺易于掌握，已经广泛应用于PCD刀具的实际生产中．但是金刚石砂轮磨削PCD的加工效率低，导致PCD刀具的加工成本较高，已经严重妨碍了PCD刀具的推广应用．为了解决这一技术瓶颈问题，研究PCD材料的去除机理成为迫在眉睫之事． 通过深入研究PCD不同磨削参数下的去除率Qw和磨耗比Rg，德国学者Kenter提出了4种PCD磨削中磨粒去除的方式，包括滚压、振动、滑擦和刻划，其中起主要作用的是滑擦和刻划．认为可能存在修锐后金刚石砂轮磨粒压入PCD微小深度并形成切屑的状态；也曾在PCD的刃口处发现了与磨削方向相同的少量划痕[6-8]．但其研究以提高PCD的磨削效率为导向，侧重于比较磨削参数对Qw和Rg的影响．研究中Kenter没有给出化学去除存在的证据，对PCD去除机理的研究并不充分．张建华等对砂轮磨削PCD时的磨削区域温度进行了估算和测量，认为PCD的去除机理分为3种：磨粒机械磨耗磨削，热化学磨削，破碎磨削[9]．然而，其没有对热化学磨削进行充分验证，仅从PCD磨削表面的SEM照片一个方面来判断热化学反应的发生有失片面．研究中的PCD复合片中存在直径达50 μm的金刚石晶粒，与当今市场主流PCD复合片的晶粒直径相差较大． 在之前的研究中，曾发现金刚石砂轮加工PCD干磨和湿磨的去除机理存在较大差异[5]．干磨时主要是热化学去除和机械热去除，基本不发生疲劳脆性去除；湿磨时则主要是疲劳脆性去除，同时也存在局部热化学去除．通过进一步探讨金刚石砂轮磨削PCD时的脆性去除机理，提出PCD的脆性去除方式包括微细破碎、沿晶破碎和疲劳解理破碎[10]．然而，对于PCD磨削中的刻划作用、滑擦作用和热化学反应等非脆性去除方式缺少深入的研究．本文试验中，对不同磨削条件下的PCD样本进行腐蚀，并对其磨削表面微观形貌进行观察分析，探讨金刚石砂轮磨削PCD中的刻划作用、滑擦作用，及其与热化学反应之间的关系． 试验选用Element Six公司生产的3种PCD复合片，SYNDITE CTB002、CTB010、CTB025(粒度分别是2、10、25 μm)，其PCD层厚度均为0.75 mm．磨削试验在PCD&PCBN刀具专用磨床FC-200D上进行，磨床工作台调定压力为129 N．选用3种杯型砂轮，分别为用于粗磨的陶瓷结合剂砂轮W40和W14，型号为6A2 150×40×15×5 V100；用于精磨的金属结合剂砂轮W7，型号为6A2 150×40×15×5 M100．试验中，固定参数如下：砂轮修锐时间20 s，摆频40 次/min，摆幅20 mm．磨削试验参数如表1所示．其中，湿磨中的磨削液为含1%TSM-1水剂的水溶液．磨削后的PCD用王水进行腐蚀，然后用JSM-6360LV型扫描电镜观察分析试样的表面微观形貌． 图1为磨削后的PCD表面微观形貌SEM照片．其中图1(a)未腐蚀，图中白色区域由原子序数较高的Co元素富集而成，灰色区域为金刚石颗粒，灰黑色剥落坑则是磨削过程中形成的．图1(b)为用王水腐蚀2 min后得到的磨削表面形貌．从图中可以看到，腐蚀后的磨削表面更清晰，黏结物和黏结剂Co被去除，金刚石固架依然保持完整．这是因为王水在常温下对金刚石几乎没有腐蚀作用，而对黏结剂Co却有较强的腐蚀能力． 金刚石砂轮磨削加工PCD与传统磨削加工方式相差很大，其实质是砂轮中的金刚石磨粒与PCD中的金刚石颗粒相互作用的过程．磨削中，砂轮既绕其轴线做旋转运动vc，也做径向摆动vr；PCD复合片受切向力Ft、径向力Fr和法向力Fn的共同作用，如图2所示．相对于较平滑的PCD表面，金刚石砂轮上既有比较尖锐的磨粒(磨粒1)，也有较为平滑的磨粒(磨粒2)．一般而言，磨削前期，砂轮经过修锐，磨粒多处于磨粒1的尖锐状态；随着磨削的进行，磨粒逐渐磨损，磨削后期很多磨粒会变得如同磨粒2般平滑，这也将导致PCD的磨削机理发生变化． 2.1 刻划作用 刻划作用是指金刚石砂轮中的磨粒压入PCD并形成划痕的过程． 图3与4是在试验中发现的PCD磨削表面上因刻划作用而形成的划痕(箭头所指的方向为磨削方向)．其中，图3较清晰，且划痕位于PCD刃口附近．图3中划痕是在湿磨状态下发现的，且长度都很短，这与Kenter的研究结果吻合[8]．图4为PCD刃口50 μm以下，磨削表面上刻划作用留下的划痕．其中，图4(b)是图4(a)中椭圆区域的放大图．可以发现，A处划痕很短，在局域放大的SEM照片上才较为明显．除了轻微划痕，图4(b)中PCD表面B处为微细破碎而生成的剥落坑，说明磨削中多种去除方式共同发生．与Kenter 的发现不同的是，图3与4上的划痕都是在CTB010型复合片上发现的，未在CTB025试样上观察到刻划作用留下的划痕，这与CTB025较高的硬度和耐磨性有关．陈石林研究了2～25 μm粒度范围的PCD，发现PCD的硬度和耐磨性随其粒度的增大而提高[11]． 理论上，因为砂轮中金刚石磨粒和PCD中金刚石颗粒的任意取向性，磨削过程中必然会存在砂轮中的金刚石磨粒硬度大于PCD中的金刚石颗粒硬度的状态，刻划作用随之发生．然而，实际观察中，在PCD的磨削表面很难看到因刻划作用留下的划痕．Kenter只在CTB002型PCD的刃口处发现了少量较明显的划痕，在刃口50 μm以下则没有发现任何划痕[8]．这种现象的出现有以下两个原因：一是由于硬度接近，金刚石磨粒不可能压入PCD过深，形成不了较深的划痕；二是因为PCD较硬，砂轮上的磨粒磨损非常快，很可能在与PCD接触后很短时间内就因磨损而变得平滑(如图2中的磨粒2)，结果就很难在PCD上留下划痕．所以，刻划作用仅能在磨削初期磨粒锋利时发生，当砂轮磨损以后将变得不太明显．湿磨比干磨更有利于保持磨粒的锋利度，这也是Kenter和本文试验中的划痕都是在湿磨条件下发现的原因． 2.2 滑擦作用与热化学反应 图5为滑擦作用示意图．金刚石砂轮中的磨粒在磨钝后不足以产生刻划作用，其在PCD表面产生的局部应力也不能使PCD产生微细破碎时，磨粒在PCD上只能起到摩擦作用，导致PCD磨耗式去除，称为滑擦作用[12]．
