聚晶金刚石高速研磨实验研究

许立福;刘涛;黄树涛;周丽

【摘要】In this paper, both cases of with cooling jacket or not are comparatively studied. High-speed lapping experiments on the machining of PCD using resin bond diamond grinding wheel have been carried out. The effect of the lapping time, linear velocity and load pressure on material removal rate and lapping surface quality of PCD were evaluated.%通过实验对比研究了采用冷却套冷却和不冷却两种情况下,使用树脂结合剂金刚石砂轮高速研磨聚晶金刚石片时,研磨时间、研磨速度和研磨压力等工艺参数对聚晶金刚石片材料去除率及表面质量的影响规律.

【期刊名称】《制造技术与机床》

【年(卷),期】2012(000)012

【总页数】4页(P173-175,178)

【关键词】聚晶金刚石;高速研磨;金刚石砂轮

【作者】许立福;刘涛;黄树涛;周丽

【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159

【正文语种】中文

【中图分类】TG506.1

聚晶金刚石（Polycrystalline Diamond简称PCD）是20世纪70年代以来发展

起来的一种新型材料。具有接近天然金刚石的硬度、耐磨性、化学性能稳定以及与硬质合金相当的抗冲击性［1］。在现代工业、国防和高新技术等领域得到日益广泛的应用［2］，其中用于制造各种切削刀具是聚晶金刚石最具潜力的应用领域

［3－5］。这些应用都需要对PCD表面进行光整加工，而研磨是获得高质量

PCD表面的加工方法之一。传统的研磨分为干研和湿研，干研时，研磨区温度高，工件表面易产生硬度软化层;湿研时，冷却液直接作用在研磨区，对研磨表面产生

侵蚀，不易获得镜面，而且研磨速度低，耗时长，效率低。

本文针对PCD研磨加工过程中存在的问题，自制了高速研磨实验台及冷却套夹具对其进行研磨和冷却，避免冷却液对研磨区的直接作用。研究冷却和不冷却两种情况下，研磨工艺参数对PCD片材料去除率和研磨表面质量的影响，为进一步提高PCD的加工效率奠定了实验基础，对促进PCD的广泛应用具有重要意义。

1 实验条件

（1）高速研磨实验台:自行研制的金刚石膜超高速研磨实验台，电主轴驱动，100～24 000 r/min无级变速，配有坚固的防护罩;砂轮为B型树脂结合剂金刚石，粒度325#，直径255 mm，最高转速5 000 r/min（研磨线速度57.57 m/s）。（2）试样材料:φ13 mm×2 mm的PCD圆片，PCD层及硬质合金层厚度各1 mm。

（3）聚晶金刚石材料去除率的测量方法采用称重法，称重仪器:梅特勒－托利多

AB104－L分析天平，可读性0.1 mg，最大称重110 g。

（4）表面粗糙度测量:TR200粗糙度仪。

2 实验方案

由于初始PCD圆片的表面中心有凹陷，先在高精度平面磨床（MG7132）上使用

粒度为100#的金刚石砂轮对其进行粗加工取平，粗加工后试样表面粗糙度为

Ra0.13 μm左右。为避免直接冷却时因急冷产生的较大热应力和冷却液直接接触研磨区对工件及砂轮的腐蚀，自制了冷却套式研磨夹具，套内通入循环水对PCD 片的冷却。高速研磨及冷却原理如图1所示。

采用单因素实验法，研究冷却和不冷却两种情况下，研磨时间、研磨线速度和研磨压力对聚晶金刚石材料去除率及研磨表面质量的影响。实验过程中，通过改变砂轮转速来改变研磨线速度，通过调整弹簧上方的压力调整螺钉来改变研磨压力，实验参数见表1。

表1 实验参数砂轮转速/（r/min）对应研磨线速度/（m/s）研磨压力/N研磨时间/min 3 000 34．54 31 3 3 500 40．3 37．5 5 4 000 46．05 44 10 4 500 51．81 50．5 5 000 57．57 57

每组实验之前首先对砂轮进行修整，使其达到最佳研磨状态。PCD片的材料去除量和表面粗糙度分别在研磨3 min、5 min时各测量一次，之后每隔10 min测量一次。

3 实验结果分析

3．1 研磨时间对材料去除率及表面粗糙度的影响

当研磨压力37．5 N，砂轮转速5 000 r/min时，材料去除率随时间的变化曲线如图2所示。可以看出，不冷却时，研磨开始阶段材料的去除率较大，随后迅速下降，20 min左右时，材料去除率开始趋于平稳。冷却时，材料去除率随时间的增加逐渐增大，增大趋势较平稳，20 min左右时，材料去除率达到最大值，然后有所下降，并在一定的时间范围内趋于平稳状态。图3所示为表面粗糙度随时间的变化曲线，在冷却和不冷却两种情况下，表面粗糙度值均随着研磨时间的增加，先迅速减小，然后趋于平稳。两者的主要区别在于研磨的前15 min左右，不冷却

时的表面粗糙度减小趋势比冷却时大。不冷却时，试件表面粗糙度在5 min左右

就能达到镜面（Ra≤0.05 μm）;冷却时，约在10 min左右能达到镜面（Ra≤0.05 μm）。在研磨15 min之后，冷却情况下的表面粗糙度值小于不冷却的情况，且

两者的变化趋势基本一致。

出现上述现象的原因主要是，研磨开始阶段砂轮比较锋利，而且不冷却时的研磨区温度较高，高温一方面有利于提高材料去除率，同时也会加速砂轮的磨损，故材料去除率在研磨开始后很短的时间内达到比较大的值，表面粗糙度值也减小较快，然后趋于平稳。冷却情况下开始时比较锋利的砂轮使得材料去除率较高，表面粗糙度值也减小较快，随着砂轮进入正常磨削阶段，材料去除率及表面粗糙度值趋于稳定。3．2 研磨速度对材料去除率及表面粗糙度的影响

图4为材料去除率与研磨速度的关系曲线（研磨压力44 N，采样时间间隔10 min）。可以看出，在冷却和不冷却两种情况下，材料去除率均随研磨速度的提高而增加，冷却时的增大幅度更明显。当研磨线速度低于46.05 m/s（即砂轮转速低于4 000 r/min）时，不冷却时的材料去除率较高。而当研磨线速度高于46.05

m/s时，冷却时的材料去除率较高。图5为表面粗糙度与研磨速度的关系曲线

（研磨压力44 N，采样时间间隔10 min），在冷却和不冷却两种情况下，表面

粗糙度值均随研磨线速度的提高而减小。在研磨线速度为34.54 m/s（转速为3 000 r/min），不冷却时的表面粗糙度值减小趋势较快，随着研磨线速度的提高，冷却时的表面粗糙度值明显小于不冷却时的情况。

这主要是因为在研磨线速度较低时，不冷却时的研磨区温度较高，有利于材料去除，而且开始时砂轮比较锋利，故材料去除率较高，表面粗糙度值减小也较快。随着研磨线速度的提高，研磨区温度进一步升高，高温在提高材料去除率的同时也加剧了

砂轮的磨损，砂轮磨损对去除率的抑制作用减弱了研磨线速度提高对去除率的促进作用，随着研磨线速度的提高，材料去除率的增大趋势减小。在冷却情况下，研磨线速度较低时，研磨区温度较低，材料去除率较小，表面粗糙度值减小较慢，但砂轮的磨损小，能长时间保持锋利状态，随着研磨线速度的提高，材料去除率明显增大，表面粗糙度值也明显小于不冷却的情况。

3．3研磨压力对材料去除率及表面粗糙度的影响

图6所示为PCD材料去除率随研磨压力的变化曲线（砂轮转速5 000 r/min，采

样时间间隔10 min）。从图6可以看出，冷却和不冷却两种情况下，材料去除率均随着研磨压力的增大而增加。冷却时的材料去除率随研磨压力的增大幅度比不冷却时大。当研磨压力小于40 N时，不冷却时的材料去除率较高。而当研磨压力大于40 N时，冷却情况下的材料去除率较高。图7所示为表面粗糙度随研磨压力的变化曲线（砂轮转速5 000 r/min，采样时间间隔10 min）。从图7可以看出，

冷却和不冷却两种情况下，表面粗糙度值均随研磨压力的增大而减小。在研磨压力为31 N时，不冷却时的表面粗糙度值减小较快。当研磨压力大于31 N时，冷却情况下的表面粗糙度值明显较小。

出现上述情况的主要原因是当研磨压力较小时，不冷却时的研磨区温度较高，有利于材料去除，材料去除率较高，表面粗糙度值减小较快。随着研磨压力的增加，研磨区的温度进一步升高，高温加速了砂轮的磨损，在一定程度上抑制了材料去除率的增大，也使得表面粗糙度值减小变慢。冷却情况下研磨区的大部分热量被冷却液带走，研磨区的温度不会过高，砂轮磨损慢，能较长时间保持锋利状态。当研磨压力较小时温度对材料去除率的影响较小，材料去除率较低，表面粗糙度值减小较慢，随着研磨压力的增加，其材料去除率明显提高，表面粗糙度值明显减小。

4 结语

通过实验研究了采用金刚石砂轮研磨聚晶金刚石时，研磨时间、研磨速度、研磨压力对材料去除率和表面粗糙度影响，得到如下结论:

（1）PCD片的材料去除率随着研磨时间增加是先增大，后趋于平稳，研磨一定时间后又有所下降;随着研磨线速度和研磨压力的增大而增大。当研磨线速度和研磨

压力较小时，冷却时的材料去除率比不冷却时小;当研磨线速度和研磨压力较大时，冷却时的材料去除率比不冷却时大。

（2）PCD片研磨表面的粗糙度值随着研磨时间的增加、研磨线速度和研磨压力的增大而减小。在研磨初始阶段及研磨线速度和载荷压力较小时，不冷却时的表面粗糙度值减小较快，随着研磨时间的增加及研磨线速度和研磨压力增加，冷却时的表面粗糙度值减小较快。

（3）采用冷却套冷却时的表面粗糙度值明显小于不冷却时的情况，说明设计的冷却套装置有利于聚晶金刚石的高速研磨加工。

参考文献

［1］李颖，龙旭辉．金刚石聚晶的性能［J］．郑州工业学校学报，2001（4）．［2］王光祖．聚晶金刚石（PCD）在工业中应用［J］．超硬材料与工程，1996（3）．

［3］邓福铭，陈启武．PCD超硬复合刀具材料及其应用［M］．北京:化学工业

出版社，2003．

［4］白清顺，姚英学．Gracezhang，等．聚晶金刚石加工刀具在中国的研究与

发展［J］．机械工程师，2001（11）．

［5］刘进，胡娟．金刚石聚晶的性能特征及应用［J］．磨料磨具通讯，2006（8）．

聚晶金刚石的精密镜面磨削

聚晶金刚石的精密镜面磨削 1前言聚晶金刚石（PolycrystallineDiamond，简称PCD）是由特别处理的单晶金刚石微粉与少量粘结剂在高温高压条件下烧结而成的新型超硬材料。采纳K类硬质合金刀片为基底，在基底上面压制而成的PCD称之为PCD复合片。PCD中无序排列的金刚石颗粒使其具有均匀的高硬度和高耐磨性，被广泛应用于刀具、工具和模具等行业。而PCD复合片由于基底的作用，在保证硬度和耐磨性的前提下又在肯定程度上兼顾了强度和韧性，从而进一步扩大了应用领域，加之造价低廉，所以更具使用价值和应用前景。但是，超硬度和超耐磨性始终是PCD材料精密加工的最大障碍，传统的加工方法几乎无能为力。随着加工技术的进展，特种工艺渐渐用于PCD材料的加工，但仍存在很多不足，加工质量更难尽如人意。因此，为充足工业进展对PCD材料日益增长的需要，引入了金属结合剂超硬磨料砂轮在线电解修整（ELID）精密镜面磨削技术，旨在通过该技术的试验与讨论，探究PCD材料精密加工的新途径。 2PCD材料的ELID精密镜面磨削试验 1.试验材料试验中采纳美国GE公司生产的PCD—1500系列聚晶金刚石复合片。其物理机械性能如右表所示。 2.试验条件在MM7120A卧轴矩台精密平面磨床上加装自行开发的ELID磨削电解电极装置，配以自行研制的砂轮、磨削液和电源，构成ELID磨削系统。试验用砂轮为铸铁纤维结合剂金刚石砂轮CIFB，规格？ 240mm90mm10mm5mm，粒度W5。试验中使用的修整电源是自行研制的 ELID磨削专用高频脉冲电源，电源输出电压为0～140V，电流0～10A，脉冲频率0～500kHz。磨削液使用自行研制的专用磨削液。由于ELID磨削的磨削液兼作电解液，因此，使用碱性水溶型磨削液，除添加防锈剂、

钛铝金属间化合物切削加工现状

国内外钛铝金属间化合物切削加工现状目前国内外钛铝金属间化合物的加工研究如下：日本东京大学的Toshiaki Furusawa，Hiroshi Hino，Sinji Tsuj，Sadatoshi Koroyasu研究了钛铝金属间化合物加工缺陷产生的原因及其对材料弯曲强度的影响[9]。重点研究了钛铝金属间化合物在切削时产生尖锐切屑的机理及加工过程中表面裂纹形成的原因。试验选用的钛铝金属间化合物含Al 33.93%，Fe含量0.08%，Ti含量为65.99%（如表1-2所示）。该研究进行了车削和磨削试验，车刀选用的是金刚石刀具，切削速度为135~198 m/min，进给量0.03 mm/r，背吃刀量5 μm，切削液选用合成机油。砂轮选用金刚石砂轮SD170N100M Φ200×10、磨削速度为1760 m/min、工作台速度为6 m/min、切削深度10 μm，切削液选用W1-2×20（日牌）。其试验结论为：（1）在车削时，裂纹的发展方向大致和已加工表面在微观切削方向垂直。裂纹产生的原因和钛铝金属间化合物的层状结构有很大关系。当裂纹扩展到工件的边缘时就会产后生大量的切屑；（2）对工件进行纵向或垂直与纵向切削，其四点弯曲符合威布尔分布；（3）主裂纹伴随着切削产生的裂纹一起扩展，在和切削方向垂直的方向上裂纹的路径很复杂也很长。此外切削力的增大也导致主裂纹的延伸；（4）在加工钛铝金属间化合物时会产生很大的切削力，加工前进行研磨或对工件的边缘进行倒角有助于将无变形切屑厚度降到最薄,这将有助于加工的进行。 Uhlmann，E. Frommeyer，G. Herter，S.Knippscheer，S. Lischka的研究认为[10]：（1）Ti3Al在进行切削之前应当采取相应的措施以减少加工过程中的颤振和加工表面的加工硬化；（2）大多数冷却剂都可以应用到Ti3Al的切削加工中，水基冷却剂是一些高速加工的首选，如车削，磨削和铣削加工。拉铰、镗削和钻孔加工则适宜选用油基冷却液；（3）连续不间断车削时宜采用硬质合金刀具，间断车削时可以采用高速钢刀具；在钻孔加工时要求进给率稳定且尽量减小加工硬化，推荐使用YG类硬质

聚晶金刚石

聚晶金刚石(PCD)刀具的开发与应用 1 引言高速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接影响高速切削的加工效率和加工质量，因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新，除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外，刀具切削刃材质的开发和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。 20世纪70年代中期以来，美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(PCD)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工，使生产效率获得大幅度提高，切削费用成倍下降，因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。 2 PCD复合片的开发聚晶金刚石(PCD)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni 等金属粉末均匀混合后，在高压高温下，在碳化钨(WC)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。 PCD 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能，同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。PCD 复合片还具有导电性，因此可用线切割机切割成所需刀头，将刀头焊接在刀体上，经过刃表1 公司名称国别牌号金刚石平均粒径(%26micro;m) GE 美国Compax-1600 Compax-1300 Compax-1500 Compax-1700 5 10 25 40 Element six (原De Beers) 英国 Syndite-CTC002 Syndite-CTB002 Synd ite-CTB010 Syndite-CTB025 Syndite-CTH025 2 2 10 25 25 住友电工日本DA-200 DA-150 DA-100 DA-90 0.5 5 20+0.5 50 日本韩国CF CM CC 2 10 25 东名日本TDC-FM TDC-98F2M TDC-GM TDC-SM TDC-HM TDC-SA TDC-EpM TDC-EM 1 1 3 7 10 16 20 36+16

含硼金刚石结构及应用研究汇总

含硼金刚石结构及其应用研究金刚石主要分为两种：一种是天然金刚石，另一种是人造金刚石。由于天然金刚石产量稀少，不能满足工业需求，因此世界各国都很重视发展并广泛使用.人造金刚石合成的含硼金刚石聚晶具有超导特性，这进一步引起了人们对含硼金刚石的广泛关注。但天然的含硼金刚石仅占天然金刚石总量的1～2％12”，远远不能满足工业需求。因此，如何用人工方法合成出高质量的含硼金刚石成为生产者和使用者追逐的目标。（一）含硼金刚石的性能一般来说，含硼金刚石与普通金刚石相比，具有抗氧化性强、耐热性好、化学惰性好、抗压性能佳和半导体性能优异等特点。尤其是含硼金刚石的电学性能极佳，具有禁带宽、载流子迁移率高、介电常数低、导热性能好的特点，特别适合制造高性能的电力电子器件，可以在更高温度和恶劣环境下正常工作，是一种有发展前途的高温、大功率半导体材料。含硼金刚石晶体中的硼含量一般很低，但对改善和提高金刚石晶体性能的影响是显著的。

研究结果表明，硼元素对金刚石的影响主要在以下几个方面：

①颜色在显微镜下观察，金刚石由于硼含量浓度的不同，分别呈无色、蓝色或黑色。蓝色金刚石晶体在电子工业中用作半导体材料，其它颜色晶体常用作磨料与工具材料。 ②耐热性含硼金刚石的表面起始氧化温度比普通金刚石的高150℃～250℃。其原因是因为硼原子与金刚石表面上的碳原子成键时形成硼碳结构，没有多余价电子与外来缺电子原子如氧原子发生反应，金刚石处于稳定状态，晶体的耐热性提高。但晶体内硼原子含量的变化，会使表面起始氧化温度有所不同。 ③冲击韧性冲击韧性是检测金刚石质量水平的重要手段之一。黑色含硼金刚石具有良好的冲击韧性，车刀在载荷断续切削共晶硅铝合金、粉末钛合金、玻璃钢等材料时很少崩刃。 ④耐磨性含硼金刚石晶体的耐磨性和研磨能力好，特别适用于研磨硬而韧的材料，可用作耐磨涂层、磨料、钻头、切削刀具等。 ⑤化学惰性用黑金刚石聚晶做成的车刀，可以切削高硬度的淬山东火钢材。在切削过程中与铁的粘连现象比普通金刚石刀具小，不粘刀，不形成切削瘤，工件的加工质量显著提高。 ⑥半导体性能金刚石晶体中掺入硼、氮或磷元素之后，可由绝缘体转变为半导体甚至导体。具有三个价电子的硼原子进入金刚石晶格后会以替位形式取代碳原子成为受主中心，晶格中产生空穴载流子，金刚石成为空穴半导体，这种掺杂称为P型掺杂。硼在金刚石中的杂质能级位于价带顶上方0．37eV处，是浅受主杂质。随硼含量的增加，金刚石的电导率增加。

耐磨耐冲击聚晶金刚石复合片及其制备方法

耐磨耐冲击聚晶金刚石复合片及其制备方法聚晶金刚石复合片是一种具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐冲击性的新材料，广泛应用于切割、打磨和研磨等领域。本文将介绍耐磨耐冲击聚晶金刚石复合片的制备方法，并对其性能进行详细阐述。聚晶金刚石复合片的制备方法包括以下步骤： 1.原料选择：选择高纯度的金刚石颗粒和合适的基体材料作为原料。金刚石颗粒可以使用工业金刚石，基体材料可以选择金属或陶瓷材料。 2.混合：将金刚石颗粒与基体材料进行混合。可以通过机械球磨或湿法混合的方式，使金刚石颗粒与基体材料均匀分散，以提高复合片的硬度和强度。 3.成型：将混合好的金刚石颗粒与基体材料填充到模具中，进行成型。可以采用热压、热等静压等方法进行成型，使金刚石颗粒与基体材料紧密结合。 4.烧结：将成型好的材料进行烧结处理。烧结温度和时间需要根据具体的材料和工艺进行控制，以获得均匀致密的复合片。 5.研磨和抛光：将烧结好的复合片进行研磨和抛光处理，使其表面光滑平整，提高耐磨性和耐冲击性。 1.高硬度：金刚石是目前已知最硬的物质之一，具有极高的硬度。聚晶金刚石复合片由金刚石颗粒组成，在表面受到磨削或冲击时能够保持较高的硬度，不易磨损。 2.高强度：金刚石颗粒与基体材料的紧密结合使聚晶金刚石复合片具有高强度，能够承受较大的外力冲击而不易破裂。

3.高耐磨性：由于金刚石颗粒的高硬度和基体材料的高强度，聚晶金刚石复合片具有极高的耐磨性，能够在高速摩擦和重负荷环境下长时间使用。 4.高耐冲击性：聚晶金刚石复合片具有优异的耐冲击性能，不易受到冲击损坏，能够在高速冲击和振动的条件下保持稳定性。 5.广泛应用：聚晶金刚石复合片可用于切割、打磨、研磨和磨光等领域。比如用于切割石材、金属和陶瓷等硬质材料，以及用于制造电子元件和光学器件等高精密度工艺。总结起来，耐磨耐冲击聚晶金刚石复合片具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐冲击性等优异性能，制备方法简单可行，具有广泛的应用前景。未来的研究方向可以进一步改进制备方法，提高复合片的性能，扩大其应用范围。

PCD

PCD-聚晶金刚石 PCD是英文Polycrystalline diamond的简称,中文直译过来是聚晶金刚石的意思.它与单晶金刚石相对应。聚晶金刚石（PCD）刀具发展 1．概述 1.1 PCD刀具的发展金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。 1.2 PCD刀具的性能特点金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。 PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 1.3 PCD刀具的应用工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers 公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。

纳米聚晶金刚石安全高效生产技术项目可行性研究报告

目录第1章项目概述 (6) 1.1 项目名称 (6) 1.2 项目背景 (6) 1.3 项目内容 (7) 1.4 项目产品特点及应用领域 (7) 1.4.1 项目产品特点 (7) 1.4.2 项目产品应用领域 (7) 1.5 投资必要性和预期经济效益 (8) 1.5.1 投资必要性 (8) 1.5.2 预期经济效益 (8) 1.6本企业实施该项目的优势 (9) 第2章技术可行性分析 (10) 2.1 国内外发展现状 (10) 2.2 本项目技术的创新性 (12) 2.3 项目承担单位在实施本项目中的优势 (13) 第3章项目成熟度 (14) 3.1 技术的可靠性 (14) 3.2 产品及性能 (16) 第4章市场需求情况和风险分析 (19) 4.1 产品的应用前景 (19)

4.1.1 硅片加工应用方面 (19) 4.1.2 碳化硅晶片加工方面 (19) 4.1.3 巨磁阻磁头加工方面 (20) 4.1.4 切削加工方面 (21) 4.1.5 副产品——纳米单晶金刚石的应用 (22) 4.2 纳米聚晶金刚石主要生产单位情况 (24) 4.2.1 国外生产情况 (24) 4.2.2 国内生产情况 (24) 4.3 本项目产品在国内外市场的地位 (24) 4.3.1 超精细加工工艺路线发展趋势给本项目产品带来的机遇.. 24 4.3.2 与国际产品的竞争 (26) 4.3.3 市场预测 (26) 第5章项目投资估算及资金筹措 (28) 5.1 项目投资估算 (28) 5.1.1 投资规模 (28) 5.1.2 主要设备概算 (28) 5.1.3 生产占地 (28) 5.1.4 生产人员 (29) 5.2 资金筹措方案 (29) 第6章经济和社会效益分析 (30) 6.1 经济效益分析 (30)

镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究

镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究王连儒;王琰弟;马红安;贾洪声;陈会;贾晓鹏【摘要】在国产六面顶高压设备上,以镀钛金刚石为原料,镍基合金为烧结助剂,采用熔渗法成功制备了金刚石聚晶(PCD),通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等测试方法,研究了不同烧结压力和温度对镀钛金刚石聚晶组织形貌的影响,与普通金刚石聚晶进行了物相成分及残余应力的对比分析.实验结果表明:烧结条件为5.4～5.6GPa,1350℃～1450℃下的镀钛PCD具有较高的致密性和机械性能;镀钛PCD的衍射峰中有NiMnCo、碳化钛和TiMnC化合物.镀钛PCD 相比普通的PCD表面残余应力略大. 【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2010(022)004 【总页数】4页(P6-9) 【关键词】熔渗法;镀钛金刚石;金刚石聚晶【作者】王连儒;王琰弟;马红安;贾洪声;陈会;贾晓鹏【作者单位】吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;河南理工大学材料科学与工程学院,河南,焦作,454000 【正文语种】中文

【中图分类】TQ164 本文中,我们通过SEM、XRD、Ram an对制备的镀钛PCD样品进行了表征和分析。实验采用镍基合金作为烧结助剂,镀钛金刚石微粉为原料,把净化后的镀钛金刚石微粉与镍基触媒封装在钼套内进行烧结实验[8]。合成的压力和温度条件分别为4.9～5.8GPa,1200℃～1500℃。烧结时间为10～30min。组装如图1所示。烧结后的样品表面及断面净化处理后,对其进行了SEM,XRD和Ram an分析。为了更好地说明各个条件对烧结镀钛金刚石聚晶组织形貌的影响,我们对处理后的镀钛金刚石微粉进行了SEM扫描,照片如图2所示.从图中我们可以发现,经过净化处理后的微粉颗粒表层有很薄的金属钛层,其形状不规则,棱角分明。图3分别给出了在相同的温度条件下,5.0～5.6GPa时镀钛PCD的SEM照片,图中可以看出,高温高压下金刚石微粉发生了塑性形变,随着压力的提高,颗粒间的空隙减少。不同压力下合成PCD特性的对比研究表明,压力越高,聚晶的致密度越大,耐磨性能也相应的提高。金刚石颗粒在高压作用下,颗粒发生滑移重排,由原来的点接触变成了面接触,大的金刚石颗粒发生破碎,小颗粒嵌合在大颗粒之间的空隙中,是致密性提高的一个原因,同时,一些溶解在金属溶剂中的碳在过剩压的驱动力下自发成核呈微晶填充在大颗粒间的空隙处并与之粘结生长在一起,形成D-D键,使得其各个颗粒间结合更牢固,耐磨性提高。图4我们可以清楚地发现,温度过低,微粉表面的钛层还没熔化,即使粘结在一起,也是金属间的结合,性能远没有D-D键结合的样品好。随着温度的进一步提高,钛层熔化,出现了金刚石间的直接接触,图4中1250℃～1450℃的样品可以看出,镀钛金刚石微粉形貌已经发生很大变化,形成了颗粒间的相互连接,形成了大面积的金刚石与金刚石的直接结合的聚晶层。

3聚晶金刚石的热稳定性研究

3 聚晶金刚石的热稳定性研究聚晶金刚石的热稳定性确定了其应用范围[12] ，对其研究越来越受到人们的关注。由于聚晶金刚石受热后，其使用性能会受到很大影响，所以很自然地从受热前后聚晶金刚石性能的改变来研究其热稳定性。并有定义[13] 为：聚晶金刚石复合片的耐热性是指它在空气中或保护气氛中加热而耐磨性基本保持不变所能承受的温度与相应的时间。单以耐磨性来评定聚晶金刚石的热稳定性，未免有失偏颇。目前，测量加热后聚晶金刚石性能改变量成为研究其热稳定性的主要手段。在世界范围内，测定耐热性的方法主要有三种[1] ：(1)英国De Beers 公司是将其置于空气中用马弗炉加热，同时将其置于还原气氛(95%H2+5%N2)中用还原炉加热，至某一温度，并保持一段时间，然后测定其失重、耐磨性、石墨化程度和抗冲击性能;(2) 英国De Beers 公司还有用热量—差热分析仪，并配以高温显微镜，来测定其初始氧化温度，以此来确定氧化度、耐热性;(3)美国GE 公司是将加热过的烧结体，用扫描电镜作断口分析及车削试验，切削速度为107〜168m/min，进给量为0.13mmPR。国内的研究手段大多类似于方法二，采用差热—热重法。并用差热、热重曲线来分析温度点，以此来确定聚晶金刚石的氧化温度、石墨化温度等。研究表明，聚晶金刚石的热稳定性与许多因素有关。 3.1 聚晶金刚石热稳定性与环境的关系与单晶金刚石的热稳定性类似，在不同环境中，聚晶金刚石的热稳定性差别很大。分别在氢气、氮气、空气中，将去掉硬质合金基体的聚晶金刚石复合片从600 C加热到800 C [14]。在对PCD表面显微分析中得出：氢气中，PCD表面从700 C〜750 C开始有明显的恶化；氮气中，几乎在600 C粘结相就开始从晶界渗出，随着温度的升高越来越明显，至约750C时发现PCD表面有碎裂的迹象，达到800C时则损伤相当严重；空气中，在约600C时，PCD 面出现损伤，并伴随着Co 粘结相被挤出PCD 表面，其形状为球形，主要是因为粘结相的氧化物与金刚石的氧化物互不润湿。而且发现在细微晶粒间有微小裂纹的存在。可见，不同的环境对热腐蚀的进程，分别有促进和抑制的作用。 3.2 聚晶金刚石热稳定性与粘结剂的关系粘结剂的种类、多少和有无对聚晶金刚石的热稳定性影响非常大。许多新型的聚晶金刚石刀具产品的热稳定性能好的原因主要就是因为对粘结剂的调整。在PCD 的制作工艺过程中，基体的WC-Co 起到润湿金刚石颗粒作用的同时，也会出现在最终形成的产品中。这些残余的金属相对其性能产生很大的影响。例如，Syndite(De Beers 公司的注册商标)是以Co 作为粘结剂的。一般认为其受热不宜超过700 C。钴在高温低压下与碳具有较强的亲和力，促使金刚石转化为石墨，从而降低它的强度；再者，金刚石和钴之间的热膨胀系数不同，在高温下将导致应力增加，而在PCD 内部形成微裂纹。不同的粘结剂具有不同的效果[2]。Be Deers公司的产品Syndax3是以陶瓷材料3 -SiC作为粘结剂的，此粘结剂化学性稳定，且其热膨胀系数与金刚石接近。因些，在惰性气氛中，其热稳定性可以允许加热到1200C。而以Ni基合金作为粘结剂的SDB 1000 产品比以Co 作作为粘结剂的SDA 产品具有高的热稳定性，是因为Ni 基合金导致晶粒显示出特别的立方八面体结构，致使在车削中晶粒破裂失效的方式不同，从而改变了其磨损性能，提高了热稳定性。用Si-Ti-B 系粘结剂的聚晶金刚石，热稳定性可达1100〜1300 C。粘结剂添加量的多少亦会产生较大的影响。实践证明，以添加10%〜15%粘结剂的

2023年聚晶金刚石复合片行业市场研究报告

2023年聚晶金刚石复合片行业市场研究报告聚晶金刚石复合片是一种高性能的切割工具，在切割硬质材料（如石材、陶瓷等）和高硬度材料（如金刚石、硬质合金等）时具有很高的切割效率和切割质量。随着建筑、矿山和工业领域的快速发展，对切割工具的需求也越来越大，使得聚晶金刚石复合片成为了市场上的热门产品之一。聚晶金刚石复合片是利用金刚石和金属粉末等材料进行高温烧结制成的，具有金刚石的硬度和耐磨性，同时也具有金属的韧性和导热性。聚晶金刚石复合片的制作工艺复杂，需要先将金刚石和金属粉末进行混合，然后进行烧结处理，最后进行加工和抛光等工序，制成成品。聚晶金刚石复合片具有很多优点。首先，它具有很高的硬度和耐磨性，可以在切割过程中保持稳定的切割效率和切割质量。其次，它具有较高的导热性，可以快速散热，避免切割过程中产生过热现象。第三，聚晶金刚石复合片的成本相对较低，使用寿命较长，对用户来说是一种经济实惠的选择。最后，它还具有较好的切割平整度和切割精度，在切割过程中产生的噪音和振动较少，对工作人员和设备的影响较小。目前，聚晶金刚石复合片的市场需求呈增长态势。首先，建筑行业对切割石材的需求不断增加，推动了聚晶金刚石复合片的需求。随着城市化进程的不断推进，城市建设中需要大量使用石材，如大理石、花岗岩等。而聚晶金刚石复合片具有快速、高效、精确的切割能力，能够满足建筑行业对切割石材的需求。其次，矿山行业对切割矿石和岩石的需求也在增加。随着矿山的开采规模不断扩大，对切割工具的要求也越来越高。聚晶金刚石复合片具有切割硬质材料和高硬度材料的能力，能够满足矿山行业对切割工具的需求。

最后，工业领域对切割工具的需求也在增加。随着工业生产的快速发展，对高精度、高效率的切割工具的需求也越来越大。聚晶金刚石复合片具有较好的切割平整度和切割精度，能够满足工业领域对切割工具的需求。然而，聚晶金刚石复合片行业也面临着一些挑战。首先，制造聚晶金刚石复合片的技术要求较高，需要具备先进的制造设备和工艺。其次，聚晶金刚石复合片的市场竞争激烈，需要不断提升产品质量和技术创新能力才能在市场上立足。最后，金刚石资源的供应也是制约聚晶金刚石复合片行业发展的一个重要因素。综上所述，聚晶金刚石复合片是一种具有很大发展潜力的切割工具。随着建筑、矿山和工业领域的快速发展，对切割工具的需求也在增加，推动了聚晶金刚石复合片市场的发展。然而，聚晶金刚石复合片行业也面临着一些挑战，需要不断提高技术水平和产品质量，以满足市场需求。

聚晶金刚石复合片的室温去钴工艺及耐磨性研究

聚晶金刚石复合片的室温去钴工艺及耐磨性研究王彩利;刘慧苹;方海江【摘要】聚晶金刚石复合片(PDC)工作时,可能在内部残余钴元素的催化作用下,转化为石墨,导致复合片失效.提高PDC的性能,人们常使用强酸、强氧化剂去除PDC 中残余的催化剂.文章考察了一种脱钴工艺.经实验验证,该工艺在室温下具备较高的脱钴效率,且满足工业生产环保和健康要求.脱钴深度的测试表明,脱钴深度的增加满足由菲克扩散定律所要求的时间关系.磨削测试表明,产品耐磨性能的显著提升直接决定于脱钴深度,与具体的工艺关系不大. 【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2019(031)002 【总页数】5页(P30-34) 【关键词】脱钴;聚晶金刚石复合片;耐磨性【作者】王彩利;刘慧苹;方海江【作者单位】河南四方达超硬材料股份有限公司,郑州 450016;河南四方达超硬材料股份有限公司,郑州 450016;河南四方达超硬材料股份有限公司,郑州 450016【正文语种】中文【中图分类】TQ164 1 引言聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact，或PDC)是一种性能十分

优异的复合超硬材料，它由微米级金刚石颗粒、烧结催化剂在高温高压条件下、在硬质合金沉底上烧结形成。聚晶金刚石即保留了金刚石颗粒的高硬度，又具备与合金相比拟的可焊接性，在硬质材料加工、地质钻探、矿物开采、盾构施工、油气勘采等领域有着广泛的应用。在PDC的烧结制备工艺中，烧结催化剂起着重要的作用。常用的烧结粘结剂分为金属类和陶瓷类[1]，金属类包括铁、钴、镍等元素或它们的合金，其中最常用的是钴元素[2]。烧结催化剂与金刚石颗粒以粉末状态混合，在高温高压条件下，促使金刚石颗粒之间形成键合(D-D键)。烧结制备的PDC产品，总体中包括相互键合的金刚石颗粒所形成的骨架、填隙在金刚石骨架中的少量烧结催化剂、以及从硬质合金衬底中渗透入金刚石骨架中的钨等元素。催化剂在PDC的制备过程起着重要的促进作用，然而它也是导致PDC在使用过程中失效的重要因素。催化剂所导致的PDC失效一般有两种机制。以常用的催化剂钴为例，钴的热膨胀系数(13×10-6/K，线膨胀系数)与金刚石的热膨胀系数 (1×10-6/K，线膨胀系数)差异很大，PDC在加工时的热量会导致PDC内部积蓄较大的热应力，从而引起金刚石骨架的撕裂、金刚石颗粒剥离[3]。另一种重要的机制是，加工时的压强要远远低于烧结压强，而常压下碳的石墨态比金刚石态更稳定。当加工温度上升到700℃以上时，催化剂将促使金刚石转化为石墨[4-5]，尤其是在具备氧气的环境中，金刚石的石墨化速度会显著加快。因此，为了提高PDC的工作性能，降低器件的失效率，去除催化剂是一种必要的手段。 PDC的脱钴工艺必须要考虑安全风险、环保成本、以及生产中的经济性和时效性。根据国内外公开报道的技术资料，业界常用的脱钴工艺，多是利用具备强氧化性和强腐蚀性的试剂、通过长周期的加热浸泡，使金属钴被氧化、溶解，并从金刚石骨架内浸出。常用的试剂包括王水、三氯化铁等[6-7]。王水是十分高效的脱钴试剂，但在工业规模的应用时伴随着潜在的安全和环保风险。三氯化铁对钴的腐蚀速度更慢，但它是一种相对环境友好的试剂。实际生产中，脱钴工艺一般需要在加热条件

聚晶金刚石复合片的设计方法和应变能的利用(doc 12页)

聚晶金刚石复合片（PDC）的设计方法与应变能的利用摘要：聚晶金刚石复合片（PDC）钻头由于其高渗透率，使用寿命长和生产工艺简单等优点，已经在石油和天然气钻探领域得到了广泛的商业性认可。不过，PDC钻头应用在钻孔高抗压强度和高耐磨性岩石方面所取得的成功却很有限，原因之一就在于刀具容易发生折断。本篇论文就是试验用结构所能承受的应变能的能力来作为在动态和静态负荷条件下刀具抗折断能力的一个指标。当刀具向下钻孔时，刀具会受应力产生形变因此，钻孔时的冲击力就被刀片和PDC钻头吸收转化为应变能。刀具本身能承载的应变能越高，就能吸收越多的冲击能，使应力形变不超过金刚石的拉伸极限。PDC刀具中的各种金刚石/碳化物界面的几何形状和金刚石厚度可以用有限元分析法（FEA）来模拟。这种FEA模型包括了剩余应力负载和模拟冲击负载。应变能承载能力可以通过调整冲击负载使金刚石表面产生临界拉伸压力之后计算出来。之后对每个计算得出的设计结果进行实验室落塔冲击实验。然后将这些设计结果依计算出的承受应变能能力和落塔实验的结果排序。使用这种方法和工具，可以在工具设计时直观的在显示屏上快速的进行性能预测，而不必冒风险去实际钻一个向下钻眼，而且这种方法也可以将剩余应力和钎焊应力合并进去，因此是非常有意义的。简介：PDC刀具面世20多年来，已经对石油和天然气钻探产业产生了巨大的影响。如今在所有钻进进尺中，使用装配了PDC刀片的钻头的比例已经很大。高渗透率、长寿命和工艺简单是PDC钻头的显著优点。但是在钻孔高抗压强度和高耐磨岩石时，PDC钻头表现一般，原因之一就是钻孔坚硬的岩石时容易折断刀具。PDC刀具的断裂韧性是钻头工作是尤其重要的一项指标。新的PDC刀具设计时必须在工地实际应用前对其进行断裂韧性的评估。如何正确的模拟钻孔时刀具受到的冲击是已经被广泛研究的一项课题，并且已经有几种不同的方法被使用。有些是通过对带有标靶和抗冲击板的刀头进行动态冲击的严格冲击实验，还有些是在动态岩石切割实验中被更准确的检测。本篇论文提出了一种新型的方法去评估刀具的韧性。首先将含有各种几何形状的金刚石/碳化物界面和金刚石厚度的PDC钻头用有限元分析法（FEA）进行模拟。这种FEA模型同时包括残余应力负载和模拟冲击负载。应变能承载能力可以通过调整冲击负载使金刚石表面产生临界拉伸压力之后计算出来。使这种应变能作为在动态和静态负荷条件下刀具抗折断能力的一个指标。应变能承载能力越高的PDC刀具的抗折断能力也越高。为验证模型得到的结果，对每个计算出的设计结果进行是实验室落塔实验。从而建立计算所得的应变能承载能力与实际落塔实验的结果之间的对应关系。进而研究出其静态强度与落塔实验结果直接的对应关系。最终我们得到了一种实验室向下冲击试验的方法。数值建模程序：从能量角度分析可以有效地评估动力在力学负载诸多问题。在实验室冲击试验中，能量是从试验设备转移到PDC刀具。在向下钻孔的情况下，能量从PDC刀具传递到形成的坑中。动态负载下的刀具变形将取决于一般的力学参数以及应变波的波速。对应变波的影响一直被忽视此分析，由于声音在PDC的高速传播10公里/秒）[6]。这个假设可能是无效的PDC的假设，供所有加载情况。有了这个假设，动态负荷可近似为一产生相同的最大偏转的等效静负荷。在刀具形变的过程中等效静载荷所作的功相当于将应变能储存在了刀具中。高应变能量容量的设计可以吸收更多的冲击力在失败前。举个例子，假设有两个悬臂梁结构，

聚晶金刚石表面抛光技术研究

聚晶金刚石表面抛光技术讨论用传统的机械抛光法对大面积PCD制品抛光，磨轮会先接触其因应力变形而显现的凸起，造成抛光时间长、局部厚度减薄等弊端。对此，设计并运用了双摇杆摇摆夹具，使抛光表面在抛光过程能与磨轮端面自适应接触，本文重要阐述这种新工艺装备的特点和使用效果。一、绪论 PCD制品自20世纪70时代问世以来，以其优良的性能，在航空航天、国防、能源、汽车、地质钻探和线缆等高技术领域中得到日益广泛的应用。尤其是大面积PCD制品的应用，使机械加工本领和水平向前迈进一大步，加工精度、加工表面质量不断提高，加工效率几十倍甚至上百倍提高。大面积PCD制品多用于制造切削各种材料的刀具，为了良好断屑，提高被加工工件的精度和表面质量，大多数PCD制品的PCD面需要抛光，使其达到镜面（表面粗糙度Ra≦0.05m）。尽管很多资料介绍PCD面电化学抛光、超声抛光等新技术，但在工业化的批量生产应用中，PCD面机械抛光仍占主导地位。二、PCD面抛光参数选择 PCD面机械抛光过程是聚晶金刚石磨耗与炭化过程，由于聚晶金刚石的硬度高，一般用金刚石抛光粉（膏）加铸铁盘或用磨轮进行抛光。实践证明：用金刚石抛光粉（膏）加铸铁盘抛光的效率太低，大都采纳磨轮抛光（磨轮与工件被抛光表面接触面积大，被广泛采纳）。 PCD面抛光质量要求：（1）表面粗糙度Ra≦0.05m；（2）表面光泽一致，没有折光面；（3）没有未抛光到的边缘存在；（4）无光泽不均匀的环；（5）无划痕及污染。为达到PCD面抛光质量要求，用磨轮实施机械抛光时，要合理选择磨轮宽度、浓度和粒度，磨轮和工件转速，抛光压力以及磨轮修整时机。

聚晶金刚石复合片钻头项目可行性研究报告立项报告模板

聚晶金刚石复合片钻头项目可行性研究报告立项报告模板一、项目背景聚晶金刚石复合片钻头是一种新型的钻具，相较于传统的钻头具有更高的硬度、更长的使用寿命和更好的钻探效果。在石油勘探、水泥采掘、地下管道铺设等领域有着广泛的应用前景。钻头市场潜力巨大，但目前国内的聚晶金刚石复合片钻头生产技术相对滞后，市场主要依赖进口。因此，开展聚晶金刚石复合片钻头项目的可行性研究具有重要意义。二、项目目标 1.研发生产一种具有自主知识产权的聚晶金刚石复合片钻头，并通过检测和试验确保其质量和性能达到国际水平； 2.实现国内聚晶金刚石复合片钻头市场的自主供应，减少对进口产品的依赖； 3.推动聚晶金刚石复合片钻头生产技术的创新和产业发展，提升我国在相关领域的竞争力。三、项目内容和关键技术 1.项目内容包括聚晶金刚石复合片钻头的设计、生产工艺的研发以及产品的检测与试验； 2.关键技术包括聚晶金刚石与钻具基体的复合技术、钻头刀翼的结构设计和切削材料的选择； 3.项目将建立试制线，并进行大量实验和测试，优化产品方案，确保产品性能。

四、项目进展计划 1.前期工作（3个月）：收集国内外聚晶金刚石复合片钻头的相关资料，了解市场需求； 2.技术研究（6个月）：研发聚晶金刚石复合片钻头的设计方案，确定关键技术路线； 3.试制工艺（12个月）：建立试制线，生产聚晶金刚石复合片钻头，并进行产品性能测试； 4.产品改进（6个月）：根据实验结果和用户反馈，优化产品设计和工艺流程； 5.产业化推进（6个月）：寻求合作伙伴，进行技术转让和市场推广。五、投资估算和资金筹措根据初步估计，该项目的总投资为XXX万元，主要用于研发设备和生产线设备的购置、试制过程中的材料购买、实验检测设备的购置和人员培训等。资金筹措方式主要包括企业自筹、银行贷款和政府支持。六、市场分析当前，国内聚晶金刚石复合片钻头市场主要依赖进口，国内生产技术相对滞后，市场潜力巨大。随着国家对石油勘探、水泥采掘等领域的重视和投入增加，聚晶金刚石复合片钻头的需求量将不断增加。本项目研发的聚晶金刚石复合片钻头具有自主知识产权和高性价比的优势，具备较大的市场竞争力。七、风险分析

金刚石研磨液成分组成【大全】

金刚石研磨液就是以金刚石为磨料，通过添加分散剂等方式分散到液体介质中，从而形成具有磨削作用的液体，加工成本相对较低。广泛适用于超硬材料、硬质合金等硬质材料的研磨抛光。既可以提高磨削速率，又可以将磨削过程中产生的大量热量迅速排走，从而避免工件表面被烧伤。金刚石研磨液目前主要应用于LED抛光、玻璃和宝石加工、机械加工等。一般使用单晶金刚石、聚晶金刚石和纳米金刚石作为研磨料，有水性分散介质、油性分散介质和通用型介质（乳液型介质）三种复配介质，使用时应当根据具体的使用条件来选择合适的研磨液。金刚石研磨液的应用领域: LED行业: 目前LED芯片主要采用的衬底材料是蓝宝石，在加工过程中需要对其进行减薄和抛光。蓝宝石的硬度极高，普通磨料难以对其进行加工。聚晶金刚石研磨液有着极高的磨削速率和高质量的加工表面，因此被广泛用于对蓝宝石衬底的减薄和抛光。随着LED行业的快速发展，聚晶金刚石研磨液的需求也与日俱增。光学玻璃和宝石加工业: 光学玻璃和宝石对加工的精度有着极高的要求，纳米金刚石研磨液可以在保持较高磨削速率的同时，形成高质量的加工表面。利用纳米金刚石研磨液可以对光学玻璃进行下料、套料、铣磨、磨边以及凸凹曲面精磨。机械加工工业:

金刚石磨具是磨削硬质合金的特效工具。特别是将金刚石配制成研磨液使用，既可以提高磨削速率，又可以将磨削过程中产生的大量热量迅速排走，从而避免工件表面被烧伤。金刚石研磨液的分类: 按照金刚石的种类区分：人造金刚石大致可以分为单晶金刚石、聚晶金刚石和纳米金刚石，因此金刚石研磨液也可以分为单晶金刚石研磨液、聚晶金刚石研磨液和纳米金刚石研磨液。按照分散介质区分：广泛使用的金刚石研磨液的分散介质有以下三种：水性分散介质、油性分散介质和通用型介质（乳液型介质）。使用时应当根据具体的使用条件来选择合适的研磨液。

金刚石的研究论文

金刚石刀具性能及其应用研究作者：韩波峰摘要：描述了金刚石的物理特性，对金刚石刀具的分类及其性能行了介绍，包括天然金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、化学气相沉积金刚石涂层刀具。分析和对比了不同类型金刚石刀具的应用场合，为企业在加工难加工材料时选用超硬金刚石材料刀具时提供参考。 1 引言金刚石是精密和超精密加工的超硬刀具材料之一，金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。 2 金刚石材料特性金刚石为单—碳原子的结晶体，其晶体结构属等轴面心立方晶系(晶系原子密度最高)。金刚石中碳原子间连接键为sp3杂化共价键，具有很强的结合力、稳定性和方向性。人工合成金刚石性能取决于sp3 价键与非晶无定形碳sp2杂化共价键相对比率。如果sp3含量过低得到二者混合物体为类金刚石(Diamond－Like Carbon，简称DLC)。晶体结构使金刚石具有最高的硬度、刚性、导热系数以及优良的抗磨损、抗腐蚀性和化学稳定性等均高于硬质合金。如表1所示，可见单晶金刚石硬度最高，热导率最大，热膨胀系数最小，故其综合物理性能最佳。 3 金刚石刀具类型及其性能目前，工业用金刚石刀具根据成分和结构不同可分为五种： 1.天然金刚石Natural Diamond(ND)； 2.人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)； 3.人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。 4.沉积厚度达100µm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)； 5.在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30µm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。根据CVD金刚石涂层刀具中金刚石微粒尺寸分为：微晶金刚石涂层Microcrystalline Diamond(MCD)和纳米金刚石Nano Crystalline Diamond(NCD)两种。传统的金刚石涂层是由平面形晶体组成，其尺寸为1.5µm。纳米晶体的金刚石涂层晶体结构为特殊结构，晶体尺寸仅为(0.01～0.2)nm。由于金刚石刀具类型繁多，刀具结构和性能差异明显，适合的不同的场合。

碳纳米管增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及其机制

碳纳米管增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及其机制段植元;汪冰峰;崔刊;刘岚逸;陈作林;董婉冰;王晓燕;褚新【摘要】The impact toughness of polycrystalline diamond compacts reinforced by carbon nanotubes was investigated by automatic balls drop impact testing. The fracture morphology of the compacts was observed by scanned electron microscope ( SEM ) . The results of SEM indicate that carbon nanotubes are dispersed among polycrystalline diamond particles. In the case of no cluster of carbon nanotubes, the impact resistance toughness of the polycrystalline diamond compacts is increased significantly with the addition of carbon nanotubes. When the mass fraction of the added carbon nanotubes is about 5%, the impact toughness of the polycrystalline diamond compacts is approximately 9 times as much as that of the compacts without carbon nanotubes. The strengthening mechanism of the polycrystalline diamond compacts reinforced by carbon nanotubes is that the carbon nanotubes improve the intergranular bonding mode of polycrystalline diamonds, so as to coordinate the deformation and control the expansion of cracks.%利用自动落球冲击试验机测试了碳纳米管增强聚晶金刚石复合片材料的抗冲击韧性，采用扫描电子显微镜观测了复合片材料的冲击断口形貌。结果表明：碳纳米管弥散地分布在聚晶金刚石颗粒之间；在碳纳米管没有团聚的情况下，添加碳纳米管能显著增强复合片材料的抗冲击韧性；当添加碳纳米管的质量分数达到5％时，聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性大约是不添加碳纳米管复合片的9倍。碳纳米管增强聚晶金刚石复合片材料的