金刚石复合材料的性能

　　作为一种新型的复合材料,金刚石复合片的发展历史只有十几年,但其应用范围已经发展到各行各业,广泛用于地质钻探、有色金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料切割和加工领域。其表面层为由不同粒度的粉末烧结而成的多晶金刚石，硬度高，耐磨性好，使用寿命长。底层一般为碳化钨和碳化钴，具有良好的韧性，为表面金刚石复合片钻头提供良好的支撑，易于钎焊到各种工具上。

　　金刚石复合材料应用广泛的主要原因是其具有其他材料无法比拟的优良性能。

　　(1)硬度高，耐磨性好(磨损比)。复合材料板材的硬度高达10000HV左右，是世界上人工材料中非常坚硬的材料，远远高于硬质合金和工程陶瓷的硬度。由于其高硬度和各向同性，它具有优良的耐磨性。复合材料的耐磨性一般由磨损比来反映。20世纪80年代至90年代中期，复合材料板材的磨损比为4-6万元(国外为8-12万元)。90年代中期至今，复合材料板材的磨损率为8-30万(国外为10-50万)。

　　(2)热稳定性。复合材料板材的热稳定性决定了其使用范围。复合材料[2]的热稳定性是其耐热性，是衡量PDC质量的重要性能指标之一。热稳定性是指化学性质稳定的多晶层(程度的钻石签署),宏观力学性能的变化和影响复合层界面的粘结坚定在大气环境加热到一定温度后(氧气)和冷却。热稳定性的变化在750℃烧结后,一些国内工厂产品性能的磨损率5%~20%,冲击韧性变化小,磨损部件制造商比下降,抗冲击性能下降,这与相关的配方和过程所采用的不同,外国紧凑的磨损率和冲击韧性烧结前后变化不大。

　　(3)抗冲击韧性。PDC作为一种切削工具，在石油和天然气钻井中得到了广泛的应用。在钻井过程中,由于轴向力和水平切削力的联合作用,钻工具和孔壁之间的摩擦,钻杆的弯曲字符串,洞底的不平衡和残余岩粉、钻机的振动和其他因素,金刚石钻头厂家指出PDC钻头有很大地影响。PDC的耐冲击性反映了复合材料板材的韧性和粘结强度，是一项综合指标，是其使用的关键。20世纪80年代至90年代中期，复合材料板材的冲击韧性为100~200J(国外为200~300J)。90年代中期至今，冲击韧性为200~400J(国外大于400J)。