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      淺析金剛石復合片出現問題及產生原因(一)

      淺析金剛石復合片出現問題及產生原因(一)

      發布日期:2015-5-28 9:45:10  信息來源:本站原創

        1、分層。
        主要表現為金剛石層與硬質合金襯底在其結合面上出現裂縫。用50MHz超聲波探傷儀可以檢測出其結合面上的燒結情況,金剛石與硬質合金粘結牢固的PDC在探傷中不發生界面反射波;而界面上有裂縫的PDC可以對超聲波產生多次的反射和折射,使其在探傷圖像上出現非正常的雜波,不同的裂縫產生的雜波圖像也有所不同。下面是兩種不同的燒結情況在超聲波探傷儀中產生的波形圖。

        產生分層的主要原因大致有以下幾方面:

       ?、俑邷貢r間過長。
        眾所周知,金剛石在燒結過程中會部分石墨化,液相鈷滲入金剛石微粉層時,溶解石墨并向金剛石輸送碳,使金剛石顆粒長大并搭接起來,形成金剛石-金剛石的鍵結合。鈷液滲入金剛石粉末的過程伴隨著石墨→金剛石的轉變,***后金剛石粉末中的石墨轉變成金剛石,形成具有金剛石-金剛石結合的牢固燒結體。如果燒結過程處于溫度相對較高且持續時間較長時,液相鈷會迅速完成溶解石墨并向金剛石輸送碳的過程,金剛石顆粒也會長大并搭接起來,但由于高溫持續時間較長,已燒結的金剛石會被碳化,從而使金剛石層中殘留過多的石墨,嚴重影響金剛石層與硬質合金襯底的界面結合強度,導致界面分離。

       ?、跉堄鄳?。
        殘余應力的產生主要是由于熱膨脹(冷收縮)的存在。硬質合金的熱膨脹系數是金剛石的兩倍。PDC的燒結屬于液相燒結,當燒結結束各相開始冷卻時,由于各相熱膨脹不同所以收縮不一致,彼此約束,從而產生應力,這種應力過大時,便導致金剛石層從襯底上分離。而熱膨脹是材料本身的固有特性,要完全消除其影響是很難的,只有從工藝上入手,比如對襯底形狀的設計或通過退火處理,以盡量減小殘余應力的影響。

       ?、塾操|合金本身的質量較差。

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