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聚晶金刚石复合片残余热应力雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址影响因素

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    聚晶金刚石复合片残余热应力雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址影响因素是什么?

    根据pdc 制造过程中雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址热力学工艺条件,对平面界面及几种典型不规则界面雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址pdc 残余热应力作了相应雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址数值计算和分析比较,亦对pdc 残余热应力雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址分布规律做了相关研究;对梯度结构聚晶金刚石复合片与传统雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址双层结构金刚石-硬质合金复合片在制造过程中产生雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址残余热应力进行了分析,提出梯度结构雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址聚晶金刚石复合片有效降低了残余热应力;采用熔渗法成功制备了低残余应力雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址优质生长型聚晶金刚石复合片。

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    1.pcd 层与硬质合金层厚度比对pdc 残余热应力雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址影响

    通过实验得出:pdc 硬质合金层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址厚度与pcd 层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址厚度比对pdc 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址径向应力有很大影响。亦通过研究提出:pcd 层薄雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址pdc 抗冲击性应该更好,但较薄雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址pcd 层会影响pdc 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址使用寿命,pcd 层与硬质合金层厚度比值应有一个佳值。为进一步了解pcd 层与硬质合金层厚度比对pdc 残余热应力(主要是pcd 层厚度对pdc 垂直方向雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址应力影响),笔者对不同pcd 层与硬质合金层厚度比值雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址pdc 进行了有限元分析。分析中采用雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址材料物理力学性能参数见表1.分析中选择常用雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址13 mm×8 mm 平面界面聚晶金刚石复合片,选择pcd 层厚度在0.5~2.0 mm 范围内雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址16 种pdc .有限元网格划分过程中,pcd 层单元格为0.2 mm× 0.2 mm, 硬质合金层靠近界面部分网格较密,远离界面部分网格相对稀疏。设定1 000 ℃为pdc 应力松弛温度[7],在这一温度以上pdc 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址残余热应力可忽略不计, 室温为20 ℃。由于pdc 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址轴对称性, 有限元模拟过程中仅选用右半部分进行计算。通过有限元计算,可得到pcd 层和硬质合金层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址残余应力二维分布云图(包括径向应力,轴向应力以及剪切应力),以及 pcd 层表面雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址残余应力沿各方向雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址变化曲线。

运用ansys 软件,用热-结耦合法进行残余热应力分析,计算模型以及有限元网格划分pcd 层厚度为1 mm 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址pdc 雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址残余热应力分布。

    pdc大应力集中分布在界面两侧临近界面处,而离界面较远雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址地方应力相对较小,分布相对较均匀。由于金刚石雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址热膨胀系数小于硬质合金,在加热后雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址卸压冷却过程中,pcd 层收缩比硬质合金慢,pcd 层形成压应力。当pcd 层厚度为1mm 时,pcd 层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址大径向压应力σxmax 出现在复合片界面结合处,高达1.20 gpa(多晶金刚石雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址抗压强度1.9~6.9 gpa) ;大轴向拉应力σymax 位于复合片界面边缘处,达到850 mpa ,该拉应力容易产生垂直于界面雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址龟裂裂纹,导致pdc 层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址碎裂或脱层;界面间大剪应力同样位于界面边缘,该剪应力是导致pdc 整体断裂及pcd 层与硬质合金衬底之间脱层雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址主要原因,也是使用 pdc 钻头钻进过程中所遇到雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址具破坏性雨燕足球|雨燕足球平台|雨燕足球网址失效形式。

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发布时间:2019-10-24 00:00:00

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