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談釬焊—熱壓多層有序排列金剛石鉆頭的-大學畢業論文范文
  • 談釬焊—熱壓多層有序排列金剛石鉆頭的-大學畢業論文范文
  • 文章片段: 論文簡介:談釬焊—熱壓多層有序排列金剛石鉆頭的-大學畢業論文范文理工論文沖擊強度測試,高溫釬焊后金剛石的抗熱沖擊強度TTI值(61.75%)比原料金剛石的TI值(91.6%)下降了近33%。因此,用于制造釬焊金剛石鉆頭的金剛石要求具備良好的抗沖擊性能和抗熱沖擊性能,提出選用制作釬焊金剛石鉆頭的金剛石原料TI值應不低于80%,TTI值不低于75%。為探明釬料與金剛石是否發生了化學冶金反應,對釬焊后的金剛石表面進

談釬焊—熱壓多層有序排列金剛石鉆頭的-大學畢業論文范文

摘要:自十一五期間,國務院總理溫家寶對《國務院關于加強地質工作的決定》作出重要批示后,地質勘探經過一個時期的低谷后又出現了明顯的回升勢頭,巖心鉆探作為主要的探礦方式之一,又出現了一個迅速發展時期。目前,我國地質勘探逐步向深部發展,深部鉆探所面臨的巖層更為復雜,對金剛石鉆頭性能要求也更高。傳統制造金剛石鉆頭的方法有熱壓法和電鍍法,熱壓法制造的金剛石鉆頭性能較難控制,難以適應深部復雜多變地層的鉆進;電鍍法制造的金剛石鉆頭往往內外保徑效果較差,鉆頭的使用壽命較低,也難以適應深部復雜地層,特別是非完整地層和強研磨性地層。此外,傳統金剛石鉆頭工作層內部結構較為單一,也即胎體內部的金剛石與胎體成分都是性能一致的均勻分布在工作層中,導致鉆頭對巖層的適應性不理想,大大降低了鉆頭的使用性能。運用釬焊法制造金剛石工具是近些年國內外學者研究較多的一種新方法,釬焊技術可以使得釬料中的某些活性元素與金剛石表層碳原子發生化學冶金反應,在金剛石表面形成一層金屬碳化物層,通過這層碳化物層,金剛石、釬料與基體三者形成牢固的化學冶金結合。金剛石與釬料形成化學冶金結合,有利于提高單顆金剛石的出刃高度和工作時間,進而提高工具的切削效率和使用壽命。但是,用釬焊法制作金剛石工具難以制成孕鑲金剛石工具,目前研制成功的釬焊金剛石工具一般為單層釬焊金剛石工具。對金剛石工具里的金剛石進行有序化也是近些年熱門的研究話題,有序排布金剛石工具可以使得工具內每顆金剛石得到充分利用,進而降低工具的金剛石用量,降低成本。但是,由于難以制作具有高密度孔洞的有序排布模板,有序排布技術較適合應用于低濃度的金剛石工具制作中。因此,有序排布技術往往應用于金剛石鋸片、金剛石磨輪等低濃度金剛石工具中。本文的目的是借鑒釬焊技術在單層金剛石工具中的成功應用,以及有序排布技術在低濃度金剛石工具中的成功應用,將釬焊技術和有序排布技術引入到地質金剛石鉆頭的制作中,利用釬焊技術所特有的對金剛石把持力高的優點,降低金剛石濃度,同時利用有序排布技術使得鉆頭內每顆金剛石充分發揮其功效,最終研制出高時效、長壽命、低成本的新型金剛石鉆頭,以滿足我國深部硬巖繩索取芯鉆探的要求,為我國新一輪探礦工作做出積極的貢獻。論文在分析釬焊有序排列孕鑲金剛石鉆頭對釬料、金剛石、以及胎體性能要求的基礎上,結合生產經驗,運用材料顯微分析測試技術、材料機械性能測試技術、仿真模擬技術等手段,研究了釬料對金剛石的包鑲機理、釬料成分對胎體性能的影響、釬焊切削單元層與層之間的胎體材料成分、二次燒結工藝、金剛石有序排列模板的設計、以及金剛石宏觀排列模式對鉆頭碎巖的效率影響等研究,初選出制作釬焊多層有序排列金剛石鉆頭配方和工藝,制作了三種不同排列模式的金剛石鉆頭進行室內鉆進試驗,最后優選出合理的鉆頭配方、工藝以及金剛石排列模式制作鉆頭,進行野外生產性試驗。由于釬焊法制作金剛石鉆頭是一種新方法,根據該方法對釬焊金剛石鉆頭用金剛石、釬料以及燒結工藝的要求,本文首先對釬焊金剛石鉆頭做了眾多基礎性研究。鉆頭中的金剛石是直接參與破碎巖石的刃具,金剛石性能是否優良對鉆頭的使用性能有著較大的影響。對釬焊后的金剛石進行沖擊強度測試,高溫釬焊后金剛石的抗熱沖擊強度TTI值(61.75%)比原料金剛石的TI值(91.6%)下降了近33%。因此,用于制造釬焊金剛石鉆頭的金剛石要求具備良好的抗沖擊性能和抗熱沖擊性能,提出選用制作釬焊金剛石鉆頭的金剛石原料TI值應不低于80%,TTI值不低于75%。為探明釬料與金剛石是否發生了化學冶金反應,對釬焊后的金剛石表面進行了表面形貌測試,用能譜測試技術對生成的物
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