Φ55mm双面PcBN复合片合成及性能研究

1

作者 张涛 卢灿华 朱培 《超硬材料工程》 CAS 2024年第3期41-44,共4页

采用三层结构硬质合金PcBN复合片制备技术,在六面顶压机上合成出直径Φ55 mm双面PcBN复合片,经性能测试,磨耗比达5300,维氏硬度达5505 HV,PcBN层抗弯强度达900 MPa,具有优异的力学性能;经切削试验,在切削W18Gr4V淬硬钢时,样品刀具的切... 采用三层结构硬质合金PcBN复合片制备技术,在六面顶压机上合成出直径Φ55 mm双面PcBN复合片,经性能测试,磨耗比达5300,维氏硬度达5505 HV,PcBN层抗弯强度达900 MPa,具有优异的力学性能;经切削试验,在切削W18Gr4V淬硬钢时,样品刀具的切削寿命略优于国外同类产品。 展开更多

关键词 大直径 双面PcBN复合片 性能测试 切削试验

下载PDF 职称材料

HPHT培育钻石合成石墨加热管烧蚀原因分析与解决方法

2

作者 刘乾坤 易良成 +2 位作者 屈明 申幸卫 邢志华 《超硬材料工程》 CAS 2022年第5期14-18,共5页

HPHT培育钻石合成采用间接加热法,发热材料通常选用石墨加热管。石墨加热管烧蚀会导致合成加热异常降电流,甚至中途停止加热,这种降电流现象不仅影响培育钻石单晶尺寸生长,而且生长的单晶品质较低。通过对石墨加热管烧蚀原因进行研究分... HPHT培育钻石合成采用间接加热法,发热材料通常选用石墨加热管。石墨加热管烧蚀会导致合成加热异常降电流,甚至中途停止加热,这种降电流现象不仅影响培育钻石单晶尺寸生长,而且生长的单晶品质较低。通过对石墨加热管烧蚀原因进行研究分析,发现从物理形态、化学成分两个方面保证加热体电阻和电阻率稳定性,能有效减少石墨加热管烧蚀情况发生。 展开更多

关键词 HPHT培育钻石 石墨加热管 电阻 对中性 反应容器材料

下载PDF 职称材料

钻探用聚晶金刚石复合片的显微组织及性能

3

作者 朱培 卢灿华 +3 位作者 张涛 陈明 赵文龙 韩新伟 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第4期482-488,共7页

采用上层为细粒度金刚石、下层与硬质合金接触的为粗细度金刚石的分层设计理念,制备钻探用多金刚石层的聚晶金刚石复合片(PDC),对比不同粒度的单层金刚石PDC与多层金刚石PDC的显微组织与性能的差异。利用超声波扫描、扫描电子显微镜(SEM... 采用上层为细粒度金刚石、下层与硬质合金接触的为粗细度金刚石的分层设计理念,制备钻探用多金刚石层的聚晶金刚石复合片(PDC),对比不同粒度的单层金刚石PDC与多层金刚石PDC的显微组织与性能的差异。利用超声波扫描、扫描电子显微镜(SEM)表征每种PDC的内部缺陷和表面形貌等,并分别对PDC的耐热性、抗冲击性和耐磨性进行测试。结果表明:多层金刚石PDC的综合性能良好,其表层耐磨,下层更耐冲击,且其具有更加均衡的耐热性、抗冲击性和耐磨性。细粒度金刚石层PDC的耐磨性更高,但耐热性和抗冲击性较低,而粗粒度金刚石层PDC的耐热性和抗冲击性能更好,但耐磨性较差。 展开更多

关键词 聚晶金刚石复合片 分层设计 耐热性 抗冲击性 耐磨性

下载PDF 职称材料

烧结时间对立方氮化硼刀具组织性能的影响

4

作者 朱培 李鹏涛 +4 位作者 杜欢龙 陈芳兴 赵静 赵文龙 朱保全 《超硬材料工程》 CAS 2023年第4期30-34,共5页

文章主要分析在不同的烧结时间(10~30 min)下立方氮化硼复合片(PcBN)刀具材料的微观结构、内部结合程度和组织性能。采用扫描电子显微镜分析其微观结构和生长的组织情况。利用超声波扫描仪观察不同烧结时间下样品的变形及质量缺陷等问... 文章主要分析在不同的烧结时间(10~30 min)下立方氮化硼复合片(PcBN)刀具材料的微观结构、内部结合程度和组织性能。采用扫描电子显微镜分析其微观结构和生长的组织情况。利用超声波扫描仪观察不同烧结时间下样品的变形及质量缺陷等问题。同时测试了PcBN复合片样品的致密度、显微硬度以及抗磨损能力。从分析结果可以看出,在烧结过程中,烧结时间的不同,金属相的融渗程度不同,导致产品的组织和性能有所差异。在20~25 min时,金属结合剂的溶渗更加均匀,cBN颗粒烧结更加致密,烧结过程已全部完成,得到的密度、硬度以及抗磨损程度均实现较好的结果。随着时间增加至30 min,出现过烧及晶粒长大现象,致密度及性能受到很大影响。整个烧结过程随着烧结时间的增加,温度场更加均匀,变形程度越来越好,但内应力的增加导致脱层现象增多。 展开更多

关键词 立方氮化硼 烧结时间 显微组织 致密度

下载PDF 职称材料

Φ55 mm夹芯式聚晶金刚石复合片的合成及表征

5

作者 张涛 卢灿华 朱培 《超硬材料工程》 CAS 2023年第3期8-11,共4页

采用独特的六面顶制备技术,在六面顶压机上合成出了Φ55 mm夹芯式聚晶金刚石复合片。经超声波微成像分析,样品无分层、裂纹、气孔、金刚石层厚度不均等缺陷;经耐磨性测试,磨耗比在30万以上,在700℃保温2 min的条件下,具有很好的热稳定性... 采用独特的六面顶制备技术,在六面顶压机上合成出了Φ55 mm夹芯式聚晶金刚石复合片。经超声波微成像分析,样品无分层、裂纹、气孔、金刚石层厚度不均等缺陷;经耐磨性测试,磨耗比在30万以上,在700℃保温2 min的条件下,具有很好的热稳定性;经导电性测试,慢走丝切割速度为1.15 mm/min,具有良好的导电性;制成钻头后,在钻削碳纤维复合材料时,样品与国外同类产品性能相当。 展开更多

关键词 大直径 夹芯式 聚晶金刚石复合片 耐磨性 导电性 钻削试验

下载PDF 职称材料

超硬材料自动刮平设备设计与应用

6

作者 张涛 卢灿华 朱培 《超硬材料工程》 CAS 2023年第6期35-38,共4页

通过研究超硬材料在金属屏蔽杯中的分布特性,设计了一种可实现自动刮平的设备,详细阐述了刮平设备的设计及其在生产过程中的应用,其优越性在于稳定产品质量,降低生产成本,提高劳动生产率。

关键词 超硬材料 自动化 刮平设备 设计 应用

下载PDF 职称材料

基于主应力法对六面顶压机密封边受力的分析 被引量：7

7

作者 刘乾坤 赵鹏 +3 位作者 吴定雨 昝亚男 武周军 王卫康 《超硬材料工程》 CAS 2019年第6期16-18,共3页

运用主应力法,推导修正了密封边受力函数,分析了密封边沿顶锤小斜边的受力分布,指出合成腔体内部高压沿密封边方向成指数负相关递减。密封边侧压影响叶蜡石块传压效率、密封性,与顶锤小斜边的角度、密封边的厚度、叶蜡石块及顶锤之间的... 运用主应力法,推导修正了密封边受力函数,分析了密封边沿顶锤小斜边的受力分布,指出合成腔体内部高压沿密封边方向成指数负相关递减。密封边侧压影响叶蜡石块传压效率、密封性,与顶锤小斜边的角度、密封边的厚度、叶蜡石块及顶锤之间的摩擦系数关系密切。 展开更多

关键词 叶蜡石 六面顶压机 金刚石合成 主应力

下载PDF 职称材料

BP神经网络技术在金刚石检测中的应用 被引量：3

8

作者 李世超 王忠孝 戚燕杰 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第2期17-20,共4页

以金刚石外部形貌参数椭圆度、透光度和其磁化率为输入量,以金刚石的冲击韧性TI值、热冲击韧性TTI值为输出量,通过BP神经网络建立输入与输出量之间的映射关系,得到金刚石TI、TTI的BP神经网络预测值。结果表明:TI、TTI的预测结果较为准确... 以金刚石外部形貌参数椭圆度、透光度和其磁化率为输入量,以金刚石的冲击韧性TI值、热冲击韧性TTI值为输出量,通过BP神经网络建立输入与输出量之间的映射关系,得到金刚石TI、TTI的BP神经网络预测值。结果表明:TI、TTI的预测结果较为准确,其预测值与实际检测值平均相对误差不高于1.4%,最大相对误差不高于5.4%,在一定程度上可以替代当前的有损检测方法。 展开更多

关键词 冲击韧性 热冲击韧性 仿真 BP神经网络

下载PDF 职称材料

合成金刚石用硬质合金顶锤的冷却方式对顶锤使用寿命及合成质量的影响 被引量：3

9

作者 贾攀 刘乾坤 +2 位作者 何文江 戚燕杰 周亮良 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2015年第4期56-59,共4页

为延长合成金刚石用硬质合金顶锤使用寿命,改善金刚石合成质量,研究了硬质合金顶锤的冷却方式并加以优化。将冷却水通过加热顶锤,使之保持在一个相对较低的温度,以减少顶锤消耗;但冷却加热顶锤的同时,这一措施也导致腔体内部温度场不均... 为延长合成金刚石用硬质合金顶锤使用寿命,改善金刚石合成质量,研究了硬质合金顶锤的冷却方式并加以优化。将冷却水通过加热顶锤,使之保持在一个相对较低的温度,以减少顶锤消耗;但冷却加热顶锤的同时,这一措施也导致腔体内部温度场不均匀,连聚晶的比例增加了8%。经研究分析,将6个硬质合金顶锤同时冷却,独立调节冷却水流量,使各个顶锤按照预期的效果进行冷却,并均衡腔体内部温度场,以提高金刚石合成质量。结果表明:采用6个顶锤同时、独立冷却的方法,不仅使顶锤消耗减少61%,同时提高了合成金刚石的质量,使连聚晶比例降低了15%,粒度集中度提高了8%。 展开更多

关键词 金刚石 顶锤 冷却 使用寿命 温度场 聚晶

下载PDF 职称材料

基于多元非线性回归分析法的圆锯片锯切花岗岩锯切功率预测模型 被引量：2

10

作者 王忠孝 李世超 +3 位作者 戚燕杰 郭文辉 杨高峰 张玉红 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第2期72-75,共4页

根据?350 mm金刚石圆锯片锯切花岗岩的实验数据,利用多元非线性回归分析法建立了金刚石圆锯片锯切花岗岩的锯切功率预测模型。通过实验数据与模型预测数据比较,验证了该预测模型的可行性。结果表明:多元非线性回归分析法预测模型的拟合... 根据?350 mm金刚石圆锯片锯切花岗岩的实验数据,利用多元非线性回归分析法建立了金刚石圆锯片锯切花岗岩的锯切功率预测模型。通过实验数据与模型预测数据比较,验证了该预测模型的可行性。结果表明:多元非线性回归分析法预测模型的拟合效果较好,预测的锯切功率与实验锯切功率相比,相对误差绝对值的平均值仅为2.17%;影响圆锯片锯切功率的最主要因素为进给速度,其次为金刚石磨料的综合强度,最后为锯切深度。 展开更多

关键词 多元非线性回归分析法 锯切功率 花岗岩 预测模型

下载PDF 职称材料

六面顶压机卸压气泡产生机理的探究 被引量：2

11

作者 贾攀 刘乾坤 +4 位作者 张凤莲 胡来运 吴定雨 王飞飞 丁建 《超硬材料工程》 CAS 2015年第4期34-36,共3页

在合成金刚石的过程中,叶蜡石密封性能的降低会出现气泡,影响顶锤寿命,给企业带来较大的经济损失。笔者根据实际生产情况,建立叶蜡石密封边流变性与六面顶顶锤结构之间的模型,并提出因顶锤模型设计的原因,叶蜡石密封边两端的相对压缩密... 在合成金刚石的过程中,叶蜡石密封性能的降低会出现气泡,影响顶锤寿命,给企业带来较大的经济损失。笔者根据实际生产情况,建立叶蜡石密封边流变性与六面顶顶锤结构之间的模型,并提出因顶锤模型设计的原因,叶蜡石密封边两端的相对压缩密度比中间小,造成密封边两端密封性能较弱,这就是气泡常在密封边两端产生的重要原因之一。 展开更多

关键词 叶蜡石 金刚石 密封性 六面顶压机

下载PDF 职称材料

石墨管掺叶蜡石导致中停放炮机理及解决方案 被引量：2

12

作者 刘乾坤 何文江 +2 位作者 杜欢龙 韩长余 曹克科 《超硬材料工程》 CAS 2019年第5期29-32,共4页

间接加热法合成金刚石过程中,一般采用石墨管作为加热体,为了降低合成电流并提高石墨管强度,合成过程中一般需要加入一定比例的杂质(叶蜡石)。我们的生产实践表明,采用此结构的合成块存在较多的“中停放炮”现象,我们从叶蜡石的高温高... 间接加热法合成金刚石过程中,一般采用石墨管作为加热体,为了降低合成电流并提高石墨管强度,合成过程中一般需要加入一定比例的杂质(叶蜡石)。我们的生产实践表明,采用此结构的合成块存在较多的“中停放炮”现象,我们从叶蜡石的高温高压相变入手,分析了“中停放炮”的产生原因,并通过更换杂质(白云石)降低了“放炮”概率,降低了金刚石生产成本。 展开更多

关键词 金刚石压机 石墨管 叶蜡石 白云石 中停放炮

下载PDF 职称材料

CVD单晶金刚石的制备及红外性能研究 被引量：1

13

作者 卢灿华 刘乾坤 +4 位作者 王志涛 张国凯 陈明 曹通 朱培 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2020年第6期20-24,共5页

利用微波等离子化学气相沉积法,以H2/CH4/N2为混合气源,在CVD金刚石单晶基底上同质外延生长金刚石。在一定的甲烷浓度下,分析衬底温度对金刚石结晶质量及光学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)表征金刚石单晶,得到金刚... 利用微波等离子化学气相沉积法,以H2/CH4/N2为混合气源,在CVD金刚石单晶基底上同质外延生长金刚石。在一定的甲烷浓度下,分析衬底温度对金刚石结晶质量及光学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)表征金刚石单晶,得到金刚石单晶的样品颜色、内部缺陷、表面形貌等信息。对金刚石样品进行抛光处理后,使用红外傅里叶变换光谱仪对金刚石进行检测,得到红外波段的光学透过率。结果表明:在生长温度为930℃左右时金刚石的结晶质量最好,红外透过率最高,可达70%以上;略高或略低的温度均会降低其红外透过率,相对来说略高的温度下生长的金刚石结晶质量和红外性能优于低温下生长的金刚石的。N2的掺杂会导致单晶带有棕褐色,生长速率显著变快,严重降低红外波段的光学性能。 展开更多

关键词 微波等离子体 衬底温度 红外透过率 掺杂

下载PDF 职称材料

真空净化处理工艺参数对PDC耐磨性的影响 被引量：1

14

作者 张涛 卢灿华 +2 位作者 刘俊涛 窦明 朱培 《超硬材料工程》 CAS 2019年第2期13-17,共5页

研究了真空净化处理工艺中氢气还原条件、烧结温度、烧结时间等工艺参数对不同粒度PDC耐磨性的影响,并对不同真空工艺条件下生产的PDC耐磨性进行检测与分析,发现金属粘结剂氧含量越小,真空还原效果越显著;金刚石原料粒度越细所需真空烧... 研究了真空净化处理工艺中氢气还原条件、烧结温度、烧结时间等工艺参数对不同粒度PDC耐磨性的影响,并对不同真空工艺条件下生产的PDC耐磨性进行检测与分析,发现金属粘结剂氧含量越小,真空还原效果越显著;金刚石原料粒度越细所需真空烧结的温度越高、时间越长。试验得出了不同粒度的PDC复合体坯料试样氢气还原、烧结温度、烧结时间等最佳工艺参数,在此真空工艺条件下,PDC磨耗比数值最高。 展开更多

关键词 钴粉 金刚石 氢气还原 真空净化 耐磨性

下载PDF 职称材料

一种特殊的金刚石合成结构装置 被引量：1

15

作者 贾攀 张凤莲 +5 位作者 胡来运 武周军 赵鹏 栗波 孙立伟 王飞飞 《超硬材料工程》 CAS 2016年第1期28-30,共3页

人造金刚石的合成通常在六面顶压机上进行,是在高温超高压状态下,在触媒的参与下,使石墨向金刚石进行转化的过程。目前国内六面顶压机采用的组装结构都是圆柱形石墨柱,利用外方内圆形叶蜡石块进行密封,经过分析可知,贴着顶锤的叶蜡石是... 人造金刚石的合成通常在六面顶压机上进行,是在高温超高压状态下,在触媒的参与下,使石墨向金刚石进行转化的过程。目前国内六面顶压机采用的组装结构都是圆柱形石墨柱,利用外方内圆形叶蜡石块进行密封,经过分析可知,贴着顶锤的叶蜡石是不起密封作用的,所以设计一种特殊的金刚石合成结构装置,能够提高合成效率,降低压力损失和减少合成过程中的热量散失,节约合成成本。 展开更多

关键词 金刚石合成 复合结构 特殊装置 合成效率 热量散失

下载PDF 职称材料

DiaInspect-OSM在人造金刚石粒度检验中的应用 被引量：1

16

作者 李世超 王忠孝 戚燕杰 《超硬材料工程》 CAS 2019年第6期19-24,共6页

通过电成型薄板试验筛筛分40/45粒度的金刚石样品,得出金刚石的粒度分布,根据上检查筛筛上物、下检查筛筛上物和筛下物的值,结合样品在DiaInspect-OSM中的粒径扫描结果,确定筛网的对应阈值,并根据阈值建立数字筛分系统,并通过实际筛网... 通过电成型薄板试验筛筛分40/45粒度的金刚石样品,得出金刚石的粒度分布,根据上检查筛筛上物、下检查筛筛上物和筛下物的值,结合样品在DiaInspect-OSM中的粒径扫描结果,确定筛网的对应阈值,并根据阈值建立数字筛分系统,并通过实际筛网筛分结果来检验数字筛分系统的准确度。 展开更多

关键词 DiaInspect-OSM 金刚石 粒度检验

下载PDF 职称材料

外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响 被引量：2

17

作者 刘乾坤 易良成 +5 位作者 申幸卫 杜欢龙 屈明 胡来运 武周军 韩长于 《超硬材料工程》 CAS 2022年第3期19-23,共5页

用静态HPHT法合成宝石级金刚石均采用温度梯度法,石墨碳源中的C原子在高温端溶解在触媒合金中,又在低温端沿金刚石籽晶表面的金刚石结构沉积,形成金刚石单晶体。金刚石单晶的生长速度主要取决于高温端和低温端的温度差,温度差除了受组... 用静态HPHT法合成宝石级金刚石均采用温度梯度法,石墨碳源中的C原子在高温端溶解在触媒合金中,又在低温端沿金刚石籽晶表面的金刚石结构沉积,形成金刚石单晶体。金刚石单晶的生长速度主要取决于高温端和低温端的温度差,温度差除了受组装结构设计的影响外,还受到发热体电阻变化、合成块保温性能变化、环境温度变化等多重因素的影响。为了研究外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响,通过稳定其他变量,实时测量合成块内部合成腔的温度,并与外部环境温度的变化建立起数学模型,同时根据检测环境温度的变化,对合成腔体内温度进行不同单位调节量的实时补偿。对比分析合成效果与分选结果,发现在环境温度发生变化时,由功率控制实时补偿系统对合成腔内温度进行合适的自动补偿,能够保证宝石级培育金刚石长时间合成过程中合成腔温度梯度趋于一致,培育金刚石单晶的生长速度也趋于一致,有利于合成出优质的培育金刚石。 展开更多

关键词 HPHT法 温度梯度 单晶生长速度 功率实时补偿

下载PDF 职称材料

高性能石油钻探用金刚石复合片的研制 被引量：1

18

作者 张涛 卢灿华 +2 位作者 窦明 刘俊涛 宁军垒 《超硬材料工程》 CAS 2017年第3期13-18,共6页

采用非平面连接技术、梯度过渡技术和纳米结合剂技术,在六面顶压机上合成出高性能石油钻探用金刚石复合片。经性能测试,磨耗比在34万以上,抗冲击韧性85焦耳;在750℃保温2小时的条件下,具有很好的热稳定性;经显微结构分析,金刚石颗粒排... 采用非平面连接技术、梯度过渡技术和纳米结合剂技术,在六面顶压机上合成出高性能石油钻探用金刚石复合片。经性能测试,磨耗比在34万以上,抗冲击韧性85焦耳;在750℃保温2小时的条件下,具有很好的热稳定性;经显微结构分析,金刚石颗粒排列紧密,形成D-D结合致密的网状结构;制作成钻头后,在延长油田进行了钻井应用试验,取得了较好的钻探效果。 展开更多

关键词 六面顶压机 石油钻探 金刚石复合片 性能测试

下载PDF 职称材料

脱钴金刚石复合片性能的试验研究 被引量：1

19

作者 张涛 卢灿华 +2 位作者 朱培 马俊彬 宋子衡 《超硬材料工程》 CAS 2021年第4期21-26,共6页

采用了模拟切削、落锤冲击和模拟钎焊的方法对不同脱钴深度的PDC耐磨性、抗冲击韧性和耐热性进行了测试分析,结果表明脱钴PDC相较于未脱钴PDC具有较好的耐磨性和耐热性,随着脱钴深度的增加PDC的耐磨性和耐热性呈上升趋势;脱钴PDC抗冲击... 采用了模拟切削、落锤冲击和模拟钎焊的方法对不同脱钴深度的PDC耐磨性、抗冲击韧性和耐热性进行了测试分析,结果表明脱钴PDC相较于未脱钴PDC具有较好的耐磨性和耐热性,随着脱钴深度的增加PDC的耐磨性和耐热性呈上升趋势;脱钴PDC抗冲击韧性相较于未脱钴PDC有所降低,随着脱钴深度的增加PDC的抗冲击韧性呈下降趋势。钻井试验表明,脱钴PDC钻头相较于未脱钴PDC钻头具有较好的钻井效果,脱钴层越深效果越显著。 展开更多

关键词 金刚石复合片 脱钴 性能 钻井试验

下载PDF 职称材料

金刚石合成过程中放炮现象的分析及预警

20

作者 刘乾坤 何文江 +4 位作者 杜欢龙 申幸卫 韩长余 卢洋 王晨阳 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2021年第2期35-38,共4页

在合成人造金刚石过程中,发生“放炮”现象前,外围的加热体会发生变形。通过分析加热体变形导致的电阻及电流变化,可以有效预警“放炮”现象。通过仿真模拟计算分析加热体变形引起的电流变化,并根据生产实际的统计学结果制定预警方案。... 在合成人造金刚石过程中,发生“放炮”现象前,外围的加热体会发生变形。通过分析加热体变形导致的电阻及电流变化,可以有效预警“放炮”现象。通过仿真模拟计算分析加热体变形引起的电流变化,并根据生产实际的统计学结果制定预警方案。将预警方案应用于生产中实现了预期效果,可有效避免此类事故,降低生产成本。 展开更多

关键词 人造金刚石合成 加热体变形 放炮预警 仿真模拟

下载PDF 职称材料