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          浅析金刚石复合片出现问题及产生原因(一)

          浅析金刚石复合片出现问题及产生原因(一)

          发布日期:2015-5-28 9:45:10  信息来源:本站原创

            1、分层。
            主要表现为金刚石层与硬质合金衬底在其结合面上出现裂缝。用50MHz超声波探伤仪可以检测出其结合面上的烧结情况,金刚石与硬质合金粘结牢固的PDC在探伤中不发生界面反射波;而界面上有裂缝的PDC可以对超声波产生多次的反射和折射,使其在探伤图像上出现非正常的杂波,不同的裂缝产生的杂波图像也有所不同。下面是两种不同的烧结情况在超声波探伤仪中产生的波形图。

            产生分层的主要原因大致有以下几方面:

           ?、俑呶率奔涔?。
            众所周知,金刚石在烧结过程中会部分石墨化,液相钴渗入金刚石微粉层时,溶解石墨并向金刚石输送碳,使金刚石颗粒长大并搭接起来,形成金刚石-金刚石的键结合。钴液渗入金刚石粉末的过程伴随着石墨→金刚石的转变,***后金刚石粉末中的石墨转变成金刚石,形成具有金刚石-金刚石结合的牢固烧结体。如果烧结过程处于温度相对较高且持续时间较长时,液相钴会迅速完成溶解石墨并向金刚石输送碳的过程,金刚石颗粒也会长大并搭接起来,但由于高温持续时间较长,已烧结的金刚石会被碳化,从而使金刚石层中残留过多的石墨,严重影响金刚石层与硬质合金衬底的界面结合强度,导致界面分离。

           ?、诓杏嘤α?。
            残余应力的产生主要是由于热膨胀(冷收缩)的存在。硬质合金的热膨胀系数是金刚石的两倍。PDC的烧结属于液相烧结,当烧结结束各相开始冷却时,由于各相热膨胀不同所以收缩不一致,彼此约束,从而产生应力,这种应力过大时,便导致金刚石层从衬底上分离。而热膨胀是材料本身的固有特性,要完全消除其影响是很难的,只有从工艺上入手,比如对衬底形状的设计或通过退火处理,以尽量减小残余应力的影响。

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