超硬材料切削具

超硬材料切削具

用人工合成的具有很高硬度、耐磨性和一定強度的材料製成的切削具。大多數超硬材料都是利用高溫、高壓技術,一次或多次合成的。目前已合成的超硬材料有幾十種,但在鑽探中用作切削具的主要有人造金剛石複合片、人造聚晶金剛石、斯拉烏基奇等。立方氮化硼CBN用於地質鑽頭尚在試驗階段。

基本介紹

  • 中文名:超硬材料切削具
  • 外文名:superhard material cutter 
  • 學科:材料科學
  • 常用材料:人造金剛石複合片
  • 套用:鑽探工程
  • 特點:高硬度、耐磨性
人造金剛石複合片,人造聚晶金剛石,斯拉烏基奇,立方氮化硼,其它金剛石複合體超硬材料切削具,套用情況,

人造金剛石複合片

用高溫、高壓技術,將細粒人造金剛石單晶,二次合成為0.3~0.8mm厚的人造金剛石聚晶薄片,焊接在硬質合金底襯上,或者用高溫、高壓技術,將細粒人造金剛石單晶與硬質合金基體直接粘結在一起製成的鑽頭切削具。複合片多為圓形,也可用線切割的方法或直接合成所需要的其它幾何形狀。

人造聚晶金剛石

將人造金剛石單晶與金屬粘結劑按一定比例混合,在高溫、高壓下二次合成的金剛石聚晶體鑽頭切削具。其熱穩定性高於人造單晶金剛石。目前,中國生產的聚晶,磨削比在3~5萬之間,幾何形狀有圓柱狀和三稜柱狀等。

斯拉烏基奇

烏克蘭超硬材料研究所研製的一種類似人造金剛石聚晶體的超硬材料鑽頭切削具。其硬度和耐磨性接近於天然金剛石,幾何形狀有圓柱體和片狀兩種。

立方氮化硼

將六方氮化硼和觸媒金屬置於合成腔內,在1300~2300℃、500~900MPa的高溫高壓下,部分六方氮化硼轉變為立方氮化硼微晶。也可用靜壓燒結法獲得立方氮化硼晶體。立方氮化硼的晶格與金剛石相似,其硬度和強度接近於金剛石,可作為鑽頭切削具。立方氮化硼開始氧化的溫度超過1300℃,在一定的保護環境下,可經受1900℃以上的高溫,但脆性大,導熱性比金剛石差,熱膨脹係數大。

其它金剛石複合體超硬材料切削具

近年來,美國和歐洲共同體的一些國家先後研製出用聚晶金剛石和立方氮化硼為基體材料的複合體切削具已有幾十種。有單元的、也有多元異型的,其幾何形狀、規格和物理機械性能各不相同,現有幾十種專利,並不同程度地在地質勘探、礦山坑道鑽探、石油鑽探中進行試驗和使用。

套用情況

由於合成工藝技術及設備性能等方面的原因,目前大多數超硬材料切削具只能在700℃以內的溫度環境中製成產品。以其製造的地質、礦山、石油鑽頭,限用於可鑽性在7級以下的非研磨性或弱研磨性岩層。

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