[发明专利]一种聚晶金刚石复合片抗冲击测试设备及评价方法

说明书

技术领域

本发明属于超硬复合材料技术领域，具体涉及一种聚晶金刚石复合片抗冲击测试设备及检测、评价方法。

背景技术

聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact，PDC)属于新型功能材料，它是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在高压高温条件下烧结而成，其既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。衡量PDC性能优劣的指标有抗冲击性、耐磨性和耐热性。抗冲击性的好坏直接关系到PDC的使用寿命，因此，在生产过程当中，需对其抗冲击性做出精准检测，并依据结果对聚晶金刚石复合片的性能加以评判，而现有的检测方法不能够对聚晶金刚石复合片进行连续高效的抗冲击性能检测，因此必须开发一种简单易操作、且采用与实际钻探过程相近的模拟方法，对聚晶金刚石复合片进行连续高效的抗冲击检测，并对聚晶金刚石复合片的抗冲击性做出准确评价。

发明内容

本发明提供了一种聚晶金刚石复合片抗冲击性能的检测及评价方法，以解决现有的不能够对聚晶金刚石复合片进行连续高效的冲击检测，通过冲击次数和聚晶金刚石表面破坏面积来评价复合片的抗冲击性。

本发明采用的技术方案为：一种聚晶金刚石复合片抗冲击性能检测设备，包括电动机、圆盘、夹具和冲击硬度块及其固定装置，所述的电动机通过传动装置连接到主轴，主轴上设有圆盘，圆盘的边缘处设有装载聚晶金刚石复合片的夹具；所述的冲击硬度块设置在固定装置上，冲击硬度块能够与旋转中的聚晶金刚石复合片接触。

进一步，所述的固定装置包括设置在机床底座上的冲击支撑架，冲击回转杆设在冲击支撑架的中间部位，所述的冲击回转杆的上方设置有限位块，下方设置有弹性体，所述的冲击硬度块设置在冲击回转杆的前端，冲击硬度块下方装有测力传感器。

进一步，所述的电动机还与变频控制器和脉冲式数据记录仪相连；所述的脉冲式数据记录仪和测力传感器与计算机相连。

进一步，所述的冲击回转杆在限位块和弹性体的作用下能够保持处于水平位置。

进一步，所述的冲击回转杆的一端通过铰接与冲击支撑架相连。

进一步，所述的冲击回转杆在没有限位块和弹性体的作用下能够绕铰接点进行-50°～50°的转动。

进一步，所述的限位块为橡胶块；所述的弹性体为弹簧。

进一步，所述的测力传感器为电阻应变片式测力传感器。

本发明还涉及了一种聚晶金刚石复合片抗冲击性能评价方法，包括如下步骤：

第一步，将聚晶金刚石复合片放入圆盘边缘的夹具中，将冲击硬度块安装在冲击回转杆的前端；

第二步，将聚晶金刚石复合片和冲击硬度块之间的直线重合度调整在0.3mm-3mm之间；

第三步，调整圆盘的转速范围在60r/min-220r/min之间；

第四步，在聚晶金刚石复合片与冲击硬度块冲击500或1000次次后更换冲击硬度块的冲击位置；

第五步，测量聚晶金刚石复合片上的破损面积并记录冲击次数。

进一步，所述的冲击硬度块的洛氏硬度为HRC58-HRC64。

本发明产生的有益效果是：通过电机的运动带动主轴进行转动，进而带动主轴上的圆盘及装载在圆盘夹具上的聚晶金刚石复合片做圆周运动，聚晶金刚石复合片与冲击硬度块在同一水平面上，且两者具有一定的重合度，聚晶金刚石复合片通过对冲击回转杆前端的硬度块进行冲击，在限位块和弹性体的作用下，在冲击空隙的很短时间内回转杆进行复位，进而进行下一次冲击，最终形成连续冲击。其冲击频率最终由控制系统中的变频控制器进行控制，冲击次数由脉冲式数据记录仪进行记录，并显示在控制主屏上，同时，冲击时的冲击力由测力传感器进行信号收集并输出，能够在计算机上很直观的看到每次冲击力的数值。这种测试机还可以对聚晶金刚石复合片进行多点位冲击测试，能够连续的，高效的，比较全面的反映聚晶金刚石复合片的抗冲击性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种聚晶金刚石复合片抗冲击性能检测设备，由电动机1驱动，电动机连接有变频控制器2和脉冲式数据记录仪3，用于控制电动机1的功率以及记录电动机1的转速。电动机1的转动通过皮带或齿轮传动到主轴15上，主轴15上安装有圆盘4，圆盘的边缘处设有用于安装聚晶金刚石复合片6的夹具5。聚晶金刚石复合片6随圆盘做圆周运动，使其与冲击硬度块11发生碰撞。