一種金剛石復合片抗沖擊性能檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗沖擊性能的檢測方法，特別是涉及一種金剛石復合片抗沖擊性 能檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗沖擊性是指試樣抵抗沖擊負荷作用的能力，常用來衡量材料在沖擊狀態(tài)下的韌 性或?qū)嗔训牡挚鼓芰Γ?金剛石復合片（簡稱roc)是由聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金基體組成的超硬復合材料，它 既有金剛石的硬度與耐磨性，又有硬質(zhì)合金的抗沖擊性和可焊接性，已廣泛用做地質(zhì)、油氣 井鉆探工具以及機械加工刀具，特別是作為地質(zhì)、油氣井鉆頭的鉆齒，已初步取代了傳統(tǒng)硬 質(zhì)合金鉆齒。金剛石復合片在作為鉆齒使用時，在破碎巖石時會受到強烈的沖擊造成金剛 石復合片失效，從而影響其使用性能和壽命，因此抗沖擊性能是衡量金剛石復合片質(zhì)量優(yōu) 劣的一項重要指標。
[0003] 目前國內(nèi)外對金剛石復合片抗沖擊性的檢測方法主要有兩種，一種是斷續(xù)車削 法，將金剛石復合片用作切削刀具，車削帶槽的花崗石，根據(jù)切削深度、進給量和切削次數(shù) 來對比產(chǎn)品的抗沖擊性能。另一種方法是落球法，用鋼球沖擊金剛石復合片指定部位，根據(jù) 鋼球沖擊功大小和落球次數(shù)推算產(chǎn)品的抗沖擊性能。這兩種方法各有優(yōu)缺點：前者車削花 崗石雖然接近PDC實際中的使用環(huán)境，但所測數(shù)據(jù)可靠性差，工序復雜，切削中存在一定的 偶然性因素，例如不同產(chǎn)地自然界花崗石的差異，同一產(chǎn)地不同批次花崗石的硬度差異或 同一巖體的均勻性差異等等。后者由于檢測鋼球的材質(zhì)因素，測試中易發(fā)生形變，造成沖擊 時接觸面積增加，從而嚴重影響測試數(shù)據(jù)的可靠性。因此，找到一種測試誤差小、操作簡單 能準確地反映出PDC抗沖擊性能的檢測方法成為我們所追求的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種金剛石復 合片抗沖擊性能檢測方法。該方法操作簡單、測試誤差小，能準確地反映出金剛石復合片的 耐沖擊性能。
[0005] 本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)： 本發(fā)明的金剛石復合片抗沖擊性能檢測方法是將倒角后的金剛石復合片固定在刀柄 上，硬質(zhì)合金固定在工作臺上，利用刀柄的提升下落所產(chǎn)生的單次沖擊功值和沖擊次數(shù)的 乘積值并結(jié)合倒角大小修正系數(shù)和破損面積百分比來衡量金剛石復合片的抗沖擊性能；刀 柄的提升下落高度為4 ~9cm，將重力勢能轉(zhuǎn)化為檢測所用的單次沖擊功，單次沖擊功值為 0. 7~1. 6J;所述單次沖擊功值是通過機械能守恒定律來計算。
[0006] 本發(fā)明中所述的金剛石復合片倒角是由金剛石砂輪加工，倒角平面的寬度為 0. 2~0. 4mm。
[0007] 本發(fā)明中所述的倒角大小L與其修正系數(shù)K的關(guān)系為：
[0008] 本發(fā)明中的破損面積百分比與其修正系數(shù)M的關(guān)系為：
[0009] 本發(fā)明中所述的硬質(zhì)合金由下述重量百分比的原料制備而成：Co:6~15%，WC: 70~90%，W:3~5%，VC:0. 5~l%，Ce02 :0. 25~0. 5% ;所述的硬質(zhì)合金采用放電等離子燒結(jié)，燒結(jié) 溫度 1100~1300°C，壓力 10~30MPa，保溫時間 10~30min。
[0010] 本發(fā)明的有益效果如下： 放電等離子燒結(jié)（SparkPlasmaSintering,簡稱SPS)是一種活化燒結(jié)，主要是利用 放電等離子體進行燒結(jié)。與熱壓燒結(jié)相比，它具有升溫速度快、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時間短、組 織結(jié)構(gòu)可控、節(jié)能環(huán)保等鮮明特點。
[0011] 利用SPS制得的硬質(zhì)合金晶粒均勻且致密度高，還同時兼?zhèn)淞擞捕取⒖箯潖姸群?韌性都較高的均一性，保證了檢測材料與被檢金剛石復合片樣品的點對點接觸，避免了檢 測中檢測材料硬度低，沖擊時易發(fā)生形變而造成的接觸面積增加，從而出現(xiàn)檢測值不穩(wěn)定 的情況；通時，本發(fā)明的抗沖擊性能檢測方法，采用了模擬PDC實際使用環(huán)境在連續(xù)切削時 受到的小沖擊力破壞的情形，更接近roc的實際使用。此外，本發(fā)明還采用了電子計數(shù)的方 法，避免了人工記錄的繁瑣。
[0012] 本發(fā)明解決了現(xiàn)有國內(nèi)外抗沖擊性能測量方法測量結(jié)果的不穩(wěn)定性和誤差大等 缺陷，所測抗沖擊性能正確反映出了PDC實際工作中的抗沖擊性能。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明方法的原理圖。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明以下將結(jié)合實施例（附圖）做進一步的說明： 如圖1所示，本發(fā)明的金剛石復合片抗沖擊性能檢測方法是將倒角后的金剛石復合片 2固定在刀柄1上，硬質(zhì)合金3固定在工作臺上，利用刀柄1的提升下落所產(chǎn)生的單次沖擊 功值和沖擊次數(shù)的乘積值并結(jié)合倒角大小修正系數(shù)和破損面積百分比來衡量金剛石復合 片的抗沖擊性能；刀柄1的提升下落高度為4 ~9cm，將重力勢能轉(zhuǎn)化為檢測所用的單次沖 擊功，單次沖擊功值為〇. 7~1. 6J;所述單次沖擊功值是通過機械能守恒定律來計算。
[0015] 本發(fā)明中所述的金剛石復合片倒角是由金剛石砂輪加工，倒角平面的寬度為 0. 2~0. 4mm。
[0016] 本發(fā)明中所述的倒角大小L與其修正系數(shù)K的關(guān)系為：
本發(fā)明中的破損面積百分比與其修正系數(shù)M的關(guān)系為：
本發(fā)明中所述的硬質(zhì)合金由下述重量百分比的原料制備而成：Co:6~15%，WC:70~90%，W:3~5%，VC:0. 5~1%，Ce02 :0. 25~0. 5% ;所述的硬質(zhì)合金采用放電等離子燒結(jié)，燒結(jié)溫度 1100~1300°C，壓力 10~30MPa，保溫時間 10~30min。
[0017] 實施例1 (1) 配料：按下述重量百分比稱量原料：Co:6%，WC:89%，W:3. 5%，VC:1%，Ce02 :0. 5% ; (2) 燒結(jié)：將步驟⑴所得的物料置入模具中進行放電等離子燒結(jié)，溫度1100°C，壓力 30MPa，保溫時間30min。
[0018] (3)安裝：將步驟⑵中制得的硬質(zhì)合金安裝在工作臺上，同時將倒角的金剛石復 合片