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钎焊多层金刚石薄壁钻的性能研究发布者:丹阳市宝锋金刚石工具有限公司   发布时间:2018-08-28    点击次数:66

金刚石薄壁钻广泛用于混凝土、钢筋混凝土、水泥、沥青马路、玻璃、石材、硬质砖石等非金属硬脆材料的钻孔及取样,是工程建设不可缺少的消耗工具之一。 


   金刚石薄壁钻


近年来,钎焊法制造的金刚石工具由于金刚石出刃高,容屑空间大,且钎料合金与金刚石的润湿性好,能与金刚石表面形成化学冶金结合,金刚石和基体之间的结合强度高而成为国内外超硬材料工具的热门研究领域。然而,迄今为止钎焊法大多局限于制造单层工具,用于制造多层(孕镶)工具的研究较少。笔者曾研究了钎焊单层和多层金刚石取孔钻并与电镀金刚石取孔钻进行了对比,发现其寿命和效率都高于电镀工具。目前,金刚石薄壁钻的钻齿一般是金属粉末和金刚石通过热压烧结制成的,在工作中钻齿内外侧同时受剪切力和强烈冲击,烧结钻头极易失效,寿命较短。

当孕镶胎体受拉伸力的作用时,主要的负荷落在基体部分,金刚石磨粒是否起分摊部分负荷的作用,完全取决于金刚石与基体之间的结合强度。在三点弯曲试验加载过程中,由于烧结孕镶胎体中金刚石与基体之间除了机械包镶力之外,基本上没有冶金结合力。随着负荷的增大,首先在金刚石与基体之间产生裂纹,使所加负荷全部由基体部分承担,金刚石没有分担任何拉伸负荷。并且,由于金刚石与基体分离形成的孔洞产生了应力集中,加速了其断裂的过程。因此,若金刚石与基体之间没有形成冶金结合的话,尤其是试样中位于表面金刚石分布较多的话,其抗弯强度会比空白胎体有较大幅度的下降,在本实验中下降2400。当胎体中加入活性钎料后,一方面,由于活性元素Cr与金刚石形成铬的碳化物,另一方面,根据Cr-C。在热压条件下,Cr又会与C。形成有限固溶体,使金刚石与基体之间的结合强度得到改善本实验中钎焊金刚石孕镶胎体的抗弯强度比烧结金刚石孕镶胎体提高了30e。这是因为在三点弯曲试验加载过程中,由于金刚石与基体在某些地方形成了较强的冶金结合,加到试样上的负荷由基体和金刚石共同承担。由于金刚石本身的强度相当高,随着负荷的增加,金刚石本身并不发生断裂,一般在金刚石与基体结合部位或附近首先产生裂纹,而后引起试样的断裂。
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