星空体育·(中国)官方网站失效原因分析

　　金剛石複合片是由聚晶金剛石層(PCD)與(yu) 硬質合金層構成的超硬複合材料，由它做成的鑽頭具有非常高的耐磨性、抗衝(chong) 韌性和銳利的切削刃因而在煤田鑽探中就獲得了廣泛的應用。但是在具體(ti) 使用過程中，由於(yu) 地質條件複雜、人工操縱、工藝處理等方麵存在著不規範之處，使金剛石複合片鑽頭的上風未能很好地發揮出來，造成不該有的損失。

　　1、褲體(ti) 的非正常磨損

　　金剛石複合片鑽頭的工作條件極為(wei) 苛刻，在工作中不但承受巨大的壓力，同時還承受交變的衝(chong) 擊力，各種力的複合作用導致切削過程中的摩擦異常激烈，作為(wei) PDC鑽頭的基體(ti) 不僅(jin) 要有較強的綜合機械性能，還要由較好的熱振性和抗腐蝕性。褲體(ti) 的材質、加工精度、熱處理工藝、焊後的修磨等變得很重要，這就要求褲體(ti) 材質要選用優(you) 質低碳合金鋼，如42CrMo35CrMnSi等材料，加工成的褲體(ti) 要進行相應的熱處理，即淬火後進行低溫回火，褲體(ti) 熱處理後的表麵硬度在40～42HRC之間，組織為(wei) 回火馬氏體(ti) 。

　　2、刀片的破損

　　刀片的破損又分為(wei) 以下幾種形式：金剛石層與(yu) WC基托層的分離主要原因是金剛石塗層工藝技術欠成熟穩定，金剛石與(yu) 基體(ti) 的附著力較差，從(cong) 而造成金剛石薄膜過早地從(cong) WC基托層上剝離而失效，降低了鑽頭的使用壽命及切削性能。

　　進步膜/基附著力的工藝措施：進行表麵的淨化、粗化處理，清除硬質合金刀具在製造過程中不可避免地殘留在基體(ti) 表麵上的汙染物、吸附物、氧化物，以改變基底表麵的微觀結構；往除表麵附著強度較低的WC顆粒，以增加反應氣源與(yu) 基體(ti) 的接觸麵積，增加基底表麵的表麵能，進步金剛石在異質基體(ti) 上的成核密度，從(cong) 而增強膜/基的附著力。

　　常用的方法有：化學清洗、機械微粉嵌鑲，液體(ti) 超聲波處理等。PDC熱殘餘(yu) 應力是造成其非正常失效的主要原因，降低PDC內(nei) 部熱殘餘(yu) 應力是進步PDC使用性能行之有效的方法，通過采用非平麵連接技術與(yu) 梯度過渡技術，可以增大PCD層與(yu) 硬質合金的接觸麵積和緩和由於(yu) 兩(liang) 種材料的熱膨脹係數、彈性模量等物理性能參數差異造成的應力集中。隻有采取特定的結構形式，並加以公道的梯度過渡，才能有效降低PDC熱殘餘(yu) 應力，爭(zheng) 強其抗衝(chong) 擊斷裂的能力，進步其成品率及使用壽命。施加中間過渡層：采用鈦粉和金剛石微粉燒結層，類金剛石膜，鎢/金剛石成分梯度層等方法，能較好地消除薄膜與(yu) 基托因晶格失配、熱膨脹係數差異而造成的內(nei) 應力。

　　3、宏觀破裂

　　宏觀破裂就是表現為(wei) 金剛石層的破裂，產(chan) 生此種狀況的原因失由於(yu) 鑽頭在鑽進過程種碰到硬質岩石或岩性變化較大的岩層時，受到較大的交變衝(chong) 擊，使切削齒在短時間內(nei) 承受超負荷而導致宏觀破裂，鑽頭報廢。措施：操縱職員要根據鑽機的性能選擇與(yu) 之相匹配的PDC鑽頭，在鑽探過程中保持穩定的鑽壓、鑽速，盡量避免大的衝(chong) 擊；在材料製造過程中進步各層間的結協力，改善材料間的熱脹係數的匹配，盡量減少內(nei) 應力，也是減少宏觀破裂的有效工藝措施。