專利名稱：一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試及評價方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超硬材料抗沖擊韌性的測試及評價方法，特別是一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試及評價方法。
背景技術：
金剛石復合片是將金剛石粉末添加一定的結合劑與硬質合金基體組裝在一起后，在專用金剛石液壓機上在超高壓高溫條件下燒結制得。它由一層多晶金剛石層和硬質合金基體構成。由于多晶金剛石層硬度高、耐磨性好，加上硬質合金基體的良好韌性和可焊性，使其在石油鉆探、地質鉆探及煤田開采、切削刀具等應用中得到廣泛應用。在研發(fā)高性能的聚晶金剛石復合片或應用廠家挑選高性能的復合片過程中，復合片的性能檢測是關鍵的一步。一套好的、準確的檢測評價方法可以大大的提高研發(fā)效率，減少因測試不準確而帶來的不必要損失。目前對聚晶金剛石復合片性能的評價主要包括以下幾個方面耐磨性、抗沖擊韌性、耐熱性。其中抗沖擊韌性作為聚晶金剛石復合片的一個重要的性能指標，目前還沒有一個很好的檢測手段和評價方法。目前對聚晶金剛石復合片的抗沖擊韌性的檢測多采用落錘沖擊、連續(xù)沖擊等抗沖擊檢測手段。落錘沖擊所采用的方式是將復合片通過夾具以一定的角度固定在底座上，然后落錘以一定的高度落下沖擊復合片。所采用的沖擊方法一般是，選定三個或三個以上能量值進行沖擊測試，每個能量值沖擊測試過程中都需要3 5片甚至更多金剛石復合片。還有一些方法就是在某個能量值上沖擊很多復合片，每個復合片沖擊一定的次數(shù)，然后看復合片破損的個數(shù)和沖擊次數(shù)等。其他的一些沖擊方法都與這兩種方法類似。這些沖擊方法有很多不足之處。首先，每次沖擊試驗都耗費十幾片甚至幾十片復合片，每進行一次沖擊試驗的代價非常高，而且沖擊測試出來的數(shù)據(jù)不具可比性，隨機性比較大。因為這些方法采用的是概率統(tǒng)計的方法，所以要得到比較精確的數(shù)據(jù)則需要更多的復合片，需要統(tǒng)計很多數(shù)據(jù)才能得出其精確值。其次，這些方法除了需要比較破損個數(shù)之外還得考慮沖擊次數(shù)和沖擊能量值，而沖擊的數(shù)據(jù)往往非常復雜，很多時候無法確定哪組數(shù)據(jù)最好。而連續(xù)沖擊只能反映復合片抗疲勞沖擊性能的好壞，無法反應復合片能承受的最大沖擊能量，不能全面的反映復合片的抗沖擊韌性。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試及評價方法，該測試方法操作方便快捷，且測試不受金剛石復合片使用個數(shù)的限制；該評價方法簡便，相對于現(xiàn)有評價方法能更好更全面的評價復合片抗沖擊性能的好壞。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是—種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，首先有以下規(guī)定(I)確定一個固定值A作為一個能量級別；(2)根據(jù)金剛石復合片的實際用途確定其破損面積超一定量B時認為此復合片被沖破而停止沖擊，若未超過這個量則繼續(xù)沖擊；(3)金剛石復合片如果在一個能量級上連續(xù)沖擊A次后未被沖破則認為該復合片通過該能量級。在上述三條規(guī)定的前提下，具體測試方法如下將聚晶金剛石復合片固定在夾具上，根據(jù)聚晶金剛石復合片的用途調整復合片的軸線與沖擊方向之間的角度，用于沖擊聚晶金剛石復合片的材料的硬度值控制在一定范圍之內，然后以固定值A為起始能量沖擊此金剛石復合片，若沖擊次數(shù)小于A次時該復合片就被沖破則取下該復合片,若連續(xù)沖擊A次之后該復合片未被沖破則將能量提高一個能量級至2A繼續(xù)沖擊，依此類推直至該金剛石復合片沖破為止。針對上述金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，其評價方法為采用等效破損能量、破損面積百分比相結合的方式進行評價，其中以等效破損能量為主要評價要素，破損面積百分比作為補充評價信息。若多個金剛石復合片作為一組沖擊數(shù)據(jù)，則可采用平均值并用柱形圖等方式展現(xiàn)。其中，等效破損能量的定義為，若一個金剛石復合片在能量提升至Y (Y是A的整數(shù)倍)時沖擊X (X < A)次時被沖破，則等效破損能量C = Y+X。破損面積百分比則是破損部分面積的估算值占金剛石復合片實際面積的百分t匕。在實際評價過程中，首先計算C/A的值，其結果的整數(shù)部分乘A即破損時的沖擊能量Y，余數(shù)部分即能量級Y上的沖擊次數(shù)X，也就是可以判斷出此金剛石復合片是在沖擊能量為Y時沖擊X次而被沖破的，Y值越大說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強，沖擊能量Y相同時則沖擊次數(shù)X越大說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強，若Y與X的值均相同則比較破損面積百分比的大小，破損面積百分比越小說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強。本發(fā)明的積極效果在于本測試方法采用能量逐級沖擊的方式進行沖擊直至沖破為止，避免了破損個數(shù)、沖擊次數(shù)和沖擊能量等幾個因數(shù)之間的沖突。且逐級進行沖擊過程中，聚晶金剛石復合片也承受了疲勞受力的過程，這樣既能準確的反映出復合片所能承受最大的能量級別，又可反映出了復合片抗疲勞沖擊的性能。該評價方法采用等效破損能量的計算方式將能量和沖擊次數(shù)綜合到一個數(shù)據(jù)上，既考慮了能量大小又綜合了沖擊次數(shù)，方便而簡單，且結合破損面積，能更好的更全面的評價復合片抗沖擊性能的好壞。采用本發(fā)明提供的方法可以得到較為準確的數(shù)據(jù)，并且測試不受復合片個數(shù)的影響，即使只有一兩個復合片也可以進行測試。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供了一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試及評價方法，該測試方法操作方便快捷，且測試不受金剛石復合片使用個數(shù)的限制；該評價方法簡便，相對于現(xiàn)有評價方法能更好更全面的評價復合片抗沖擊性能的好壞。本實施例解決其技術問題所采用的技術方案是—種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，首先有以下規(guī)定(I)確定一個固定值IOJ作為一個能量級別；(2)根據(jù)金剛石復合片的實際用途確定其破損面積超過復合片實際面積的50%時認為此復合片被沖破而停止沖擊，若未超過這個量則繼續(xù)沖擊；(3)金剛石復合片如果在一個能量級上連續(xù)沖擊10次后未被沖破則認為該復合片通過該能量級。在上述三條規(guī)定的前提下，具體測試方法如下:將聚晶金剛石復合片固定在夾具上，根據(jù)聚晶金剛石復合片的用途調整復合片的軸線與沖擊方向之間的角度，因用于沖擊聚晶金剛石復合片的材料的硬度對沖擊測試結果有較大影響，所以金剛石復合片與沖擊此復合片的材料直接的硬度差異一般不超過±1，然后以固定值IOJ為起始能量沖擊此金剛石復合片，若沖擊次數(shù)小于或等于10次時該復合片就被沖破則取下該復合片，若連續(xù)沖擊10次之后該復合片未被沖破則將能量調整至20J繼續(xù)沖擊，依此類推直至該金剛石復合片沖破為止。針對上述金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，其評價方法為:采用等效破損能量、破損面積百分比相結合的方式進行評價，其中以等效破損能量為主要評價要素，破損面積百分比作為補充評價信息。本實施例采用4個金剛石復合片作為一組沖擊數(shù)據(jù)，采用平均值展現(xiàn)此組復合片的抗沖擊韌性能力。其中，等效破損能量的定義為，若一個金剛石復合片在能量提升至Y (Y是10的整數(shù)倍)時沖擊X (XS 10)次時被沖破，則等效破損能量C = Y+X。破損面積百分比則是破損部分面積的估算值占金剛石復合片實際面積的百分比。利用本實施例描述的測試方法測得本組金剛石復合片的等效破損能量值及破損面積百分比值如表I所示。表I本實施例的測試數(shù)據(jù)
權利要求
1.一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，其特征在于:首先有以下規(guī)定: 1)確定一個固定值A作為一個能量級別； 2)根據(jù)金剛石復合片的實際用途確定其破損面積超過一定量B時認為此復合片被沖破而停止沖擊，若未超過這個量則繼續(xù)沖擊； 3)金剛石復合片如果在一個能量級上連續(xù)沖擊A次后未被沖破則認為該復合片通過該能量級。
在上述三條規(guī)定的前提下，具體測試方法如下:將聚晶金剛石復合片固定在夾具上，根據(jù)聚晶金剛石復合片的用途調整復合片的軸線與沖擊方向之間的角度，用于沖擊聚晶金剛石復合片的材料的硬度值控制在一定范圍之內，然后以固定值A為起始能量沖擊此金剛石復合片，若沖擊次數(shù)小于或等于A次時該復合片就被沖破則取下該復合片，若連續(xù)沖擊A次之后該復合片未被沖破則將能量提高一個能量級至2A繼續(xù)沖擊，依此類推直至該金剛石復合片被沖破為止。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種金剛石復合片的抗沖擊韌性的測試方法的評價方法，其特征在于該評價方法為: 采用等效破損能量、破損面積百分比相結合的方式進行評價，其中以等效破損能量為主要評價要素，破損面積百分比作為補充評價信息。若多個金剛石復合片作為一組沖擊數(shù)據(jù)，則采用平均值并用柱形圖方式展現(xiàn)。其中，等效破損能量的定義為，若一個金剛石復合片在能量提升至Y(Y是A的整數(shù)倍)時沖擊Χ(Χ ( Α)次時被沖破，則等效破損能量C =Y+X。破損面積百分比則是破損部分面積的估算值占金剛石復合片實際面積的百分比。在實際評價過程中，首先計算C/A的值，其結果的整數(shù)部分乘A即破損時的沖擊能量Y，余數(shù)部分即為該能量級Y上的沖擊次數(shù)X，也就是可以判斷出此金剛石復合片是在沖擊能量為Y時沖擊X次而被沖破的，Y值越大說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強，沖擊能量Y相同時則沖擊次數(shù)X越大說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強，若Y與X的值均相同則比較破損面積百分比的大小，破損面積百分比越小說明此金剛石復合片的抗沖擊韌性越強。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試及評價方法，該測試方法操作方便快捷，該評價方法簡便。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種金剛石復合片抗沖擊韌性的測試方法，將聚晶金剛石復合片固定在夾具上，根據(jù)聚晶金剛石復合片的用途調整復合片的軸線與沖擊方向之間的角度，然后以固定值A為起始能量沖擊此金剛石復合片，若連續(xù)沖擊A次之后該復合片未被沖破則將能量調整至2A繼續(xù)沖擊，依此類推直至該金剛石復合片沖破為止。該測試方法的評價方法為采用等效破損能量、破損面積百分比相結合的方式進行評價，其中以等效破損能量為主要評價要素，破損面積百分比作為補充評價信息。
文檔編號G01N3/32GK103076244SQ201210576568
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者王堃, 孔利軍, 張明菊, 陳惠 , 劉春華 申請人:深圳市海明潤實業(yè)有限公司