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1、课程设计名称：超硬材料制造专业班级：材料1302班 姓名：付朝拓学号：201326010224指导老师：王海阔课程设计时间：3/143/20,超硬材料制造,河 南 工 业 大 学,题目：19.058.002.00石油钻头用复合片设计,Contents,过程及收获总结,金刚石复合片规格及标记的确定,摘要及引言,金刚石复合片合成机理与制备过程,金刚石复合片性能检测与分析,摘要,本课程设计根据课程设计任务书的要求，通过阅读相关文献，确定了产品的形状代号、规格尺寸，并介绍了产品的生产设备，生产工艺，质量检测等。形状代号：R（圆形）；规格尺寸：1908（D=19.05，H=8.00，t=2.00）；生产
2、设备：68MN铰链式六面顶压机；生产工艺：高温高压合成；质量检测：耐磨性，热稳定性，抗冲击性，超声波检测。,引言,引言,PDC 的 应 用,汽车制造,木工刀具,航空航天,地质勘探,石油、天然气,建材加工,PDC刀具,PDC钻头,引言,PDC 的 发 展 趋 势,金刚石复合片规格及标记的确定,产品用途：石油钻头,产品尺寸：D=19.05,H=8.00,t=2.00产品形状：圆形,行业标准：JBT 10041-2008,产品标记：PDC-D R 19.058.002.00产品规格：1908,金刚石复合片合成机理与制备过程,PDC合成理论基础,PDC的烧结属于HTHP烧结,烧结设备通常采用两面顶或六
3、面顶型超高压液压机。 由于PDC的烧结又属液相烧结,因此它的烧结温度与烧结压力必须使金刚石处于热力学稳定区,合成压力的最低值应高于合成温度相对应的平衡压力,以防止金刚石的石墨化。,PDC合成理论基础,一般认为,合成压力越高,越有利于提高产品的致密度及耐磨性,但过高的压力将使硬质合金顶锤的使用寿命降低,从而增加生产成本。 同时烧结温度要稍高于硬质合金熔融温度,必须超过金刚石层与硬质合金层的共晶温度50100。PDC的烧结压力般为5.56.0,烧结温度为14501700。,高温高压设备的选择,Phase 1,Phase 2,Phase 3,金刚石复合片的合成与金刚石微粉的合成有一定的相似，故可参考
4、六面顶压机吨位与合成棒直径参照表。,产品标记：PDC-D R 19.058.002.00金刚石微粉层合成过程中线收缩率为5%，体收缩率为15%。,高温高压设备:68MN铰链式六面顶压机；缸径：320mm,温度和压力的标定,温度标定： 压力的标定是找到电路控制系统中的液压机提供的压力和顶锤施加于样品腔体的压力互相发生的联系。压力的标定方法很多，例如：红宝石压力标定、石英压力标定，采用金属或者矿物状态方程进行压力标定等。,压力标定温度的校定和压力的校定有类似的地方，都是寻找两种参数之间的一种关系，达到控制腔体内温度的目的。在这里实验用的加热工具是石炉，外部控制温度的参数是功率，因此温度的校定首先是
5、寻找腔体内部样品受到的温度和加热功率之间的关系。,高压腔与合成块边长确定,Text,= 设计压力：800ta=27.5mmb=11mm,c=49.3mmEc=29.4mm,三,二,一,高压腔与合成块边长确定,综上：由a=27.5可得 。 合成块的体积为,产品的制备PDC制造工艺简介,产品的制备实验原料及前期处理,产品的制备合成块的组装,产品的制备合成工艺和样品后处理,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,金刚石复合片性能检测与分析,金刚石复合片性能检测与分析,由于PDC在实际使用过程中主要是以耐磨性、耐热性与抗冲击性作为衡量其质量好坏的主要指标，所以大量科研机构及相关公司主要是从这三个方面入手,寻求更好和更精确的检测方法。但由于这个产业自身的特点及国内外大公司的技术保密,到目前为止,还没有一个统一的标准及规定。 还有PDC中金刚石层与硬质合金衬底界面的结合好坏，直接影响到PDC的使用性能，所以也需要进行PDC界面结合整体性的超声波检测。,测试样品的准备,相对耐磨性性能测试,抗冲击性性能测试,耐热性性能测试,界面结合处的超声波检测,河 南 工 业 大 学,Thank You !,超硬材料制造,
