PDC煤田地质金刚石复合片性能的影响因素

PDC金刚石复合片是PDC钻头的关键切削元件，其质量的好坏直接影响到钻头的切削效率和使用寿命。

PDC金刚石复合片是通过高温、超高压将聚晶金刚石层与硬质合金基体烧结在一起，影响复合片质量和性能的主要因素是金刚石与结合剂的配比、结合剂的种类、金刚石的粒度、界面结构以及烧结工艺等。

1、结合剂

PDC金刚石复合片由两部分组成，一部分是作为工作体的金刚石层，另一部分是作为基体的硬质合金。结合剂的选择非常关键，应具备以下性能：对金刚石要有良好的润湿性，能够牢固粘结金刚石；线性膨胀系数力求与金刚石接近；具有足够的强度和冲击韧性并能与基体牢固连接；熔点应尽量低，以减少高温对金刚石的损伤。

2、粒度

PDC金刚石复合片的性能与金刚石颗粒的尺寸有着非常重要的关系。一般金刚石粒度可分为三类，即粗粒度、中粒度和细粒度，随着金刚石平均粒度减小，抗弯强度提高，耐磨性降低。因此可以通过调整粒度大小和粗粒、细粒的比例来生产高性能金刚石复合片。

3、过渡连接

金刚石从基体上脱落，是PDC钻头失效的原因之一。其根本原因是金刚石和基体的膨胀系数差异较大，在温度发生变化时，在基体与耐磨层的界面处会有应力产生，导致金刚石层从基体脱落。可以在金刚石层和基体之间加上一些材料，形成逐渐过渡的冶金连接，从而改善结合强度。

4、界面形态

金刚石层与基体的界面常常会因为热应力等原因而出现粉层，所以界面连接的牢固程度是一个关键问题。通过改变界面形态，如锯齿状界面、曲面状界面、沟槽界面等形式，可以提高两者的结合强度，对PDC金刚复合片的冲击韧性和抗剪切能力都有较大提高。