摘要: 殘余熱應力是影響聚晶(PDC)性能好壞的最(zui)(zui)重要(yao)因素(su)之一(yi)。考(kao)慮聚(ju)晶層(ceng)(ceng)(ceng)(PCD)與硬質(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度比以及(ji)PDC 壓制(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)燒結溫(wen)度的波動對(dui)聚(ju)晶殘余熱(re)應(ying)力(li)的影響，在ANSYS 中(zhong)(zhong)建(jian)立PDC 模(mo)型，運(yun)用熱(re)-結耦合(he)法分析(xi)PDC 的殘余熱(re)應(ying)力(li)。計算表明，隨(sui)著PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)與硬質(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度比由(you)0.067 增(zeng)加到(dao)0.333，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)表面中(zhong)(zhong)心的壓應(ying)力(li)由(you)1.61 GPa 降(jiang)低(di)到(dao)380 MPa，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)最(zui)(zui)大徑(jing)向(xiang)壓應(ying)力(li)由(you)1.61 GPa 降(jiang)低(di)1.03 GPa 左右，而PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)邊(bian)緣靠近界(jie)面附(fu)近最(zui)(zui)大軸向(xiang)拉應(ying)力(li)逐漸(jian)增(zeng)大；隨(sui)著PDC 壓制(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)燒結溫(wen)度由(you)1 000 ℃升高(gao)到(dao)1 500 ℃，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)的最(zui)(zui)大徑(jing)向(xiang)壓應(ying)力(li)、最(zui)(zui)大軸向(xiang)拉應(ying)力(li)以及(ji)最(zui)(zui)大剪應(ying)力(li)等均逐漸(jian)增(zeng)大。認(ren)為，在研(yan)究PDC 合(he)成新工藝過(guo)程中(zhong)(zhong)，應(ying)在保證(zheng)PDC 使(shi)用壽命的前提下盡量(liang)降(jiang)低(di)PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)與硬質(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度比；必須盡量(liang)切斷原材(cai)料以及(ji)人為操作對(dui)溫(wen)度的影響。

       關鍵詞：聚(ju)晶(jing)(PDC); 燒結溫度; 殘余熱應力(li)

       聚晶(簡稱(cheng)PDC)因具(ju)有極高(gao)(gao)層(ceng)(ceng)和軟硬(ying)(ying)交錯地(di)層(ceng)(ceng)時(shi)，PDC 的(de)使(shi)用(yong)(yong)仍然受到(dao)較大(da)的(de)耐磨(mo)性(xing)、抗沖擊韌性(xing)及銳利的(de)切(qie)削(xue)刃，在(zai)(zai)(zai)地(di)質(zhi)(zhi)和限制。這(zhe)是(shi)因為PDC 是(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)壓(ya)(1 300~1 500 ℃、石油(you)鉆(zhan)探(tan)中被廣泛應(ying)用(yong)(yong)。聚晶層(ceng)(ceng)(簡稱(cheng)PCD 6 GPa) 條件下由(you)與硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金基體燒結(jie)而(er)成層(ceng)(ceng))能始(shi)終保(bao)持銳利的(de)切(qie)削(xue)刃，因而(er)廣泛用(yong)(yong)于(yu)(yu)地(di)質(zhi)(zhi)、的(de)，而(er)由(you)于(yu)(yu)與硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金的(de)熱(re)膨脹系(xi)數相差太大(da)，石油(you)及煤田鉆(zhan)探(tan)中，在(zai)(zai)(zai)軟至中硬(ying)(ying)巖層(ceng)(ceng)中獲得(de)了(le)非常(chang)在(zai)(zai)(zai)卸壓(ya)冷卻(que)過程中, PDC 容(rong)易(yi)在(zai)(zai)(zai)界面產生很(hen)大(da)的(de)殘余(yu)好的(de)使(shi)用(yong)(yong)效(xiao)(xiao)果[1-2] 。隨(sui)著PDC 工藝水平的(de)不斷(duan)提高(gao)(gao)，熱(re)應(ying)力(li)，這(zhe)種(zhong)殘余(yu)熱(re)應(ying)力(li)的(de)存在(zai)(zai)(zai)使(shi)強度(du)降低(di)，PDC 的(de)適(shi)用(yong)(yong)領域和用(yong)(yong)量(liang)得(de)到(dao)不斷(duan)擴大(da)。據(ju)統計(ji)，尤(you)其在(zai)(zai)(zai)承受較強外力(li)或溫(wen)度(du)變化較大(da)時(shi)，層(ceng)(ceng)容(rong)PDC 的(de)進尺(chi)(chi)量(liang)占油(you)田鉆(zhan)探(tan)總(zong)進尺(chi)(chi)比例已由(you)10 a 易(yi)破(po)損或從基體上(shang)剝落(luo)，導致它失去(qu)切(qie)削(xue)能力(li)而(er)失效(xiao)(xiao)。前的(de)16%增加到(dao)了(le)目前的(de)約60%[3] 。而(er)在(zai)(zai)(zai)鉆(zhan)進硬(ying)(ying)地(di)因此，研究PDC 殘余(yu)熱(re)應(ying)力(li)具(ju)有非常(chang)重要(yao)的(de)意義。

       徐根(gen)[4] 等根(gen)據PDC 制造過程中(zhong)的熱力(li)(li)(li)學工藝條件(jian)，對(dui)平面界(jie)面及(ji)幾種典型不規則界(jie)面的PDC 殘余(yu)(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)作了相(xiang)應(ying)的數值計算和分(fen)析比較，亦(yi)對(dui)PDC 殘余(yu)(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)的分(fen)布規律做了相(xiang)關(guan)研究；曹品魯[5] 等對(dui)梯度結構(gou)聚(ju)晶與傳統的雙層結構(gou)-硬(ying)質合金(jin)在制造過程中(zhong)產生的殘余(yu)(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)進行了分(fen)析，提出梯度結構(gou)的聚(ju)晶有效降低(di)了殘余(yu)(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)；賈洪聲(sheng)[6] 等采(cai)用熔滲法成(cheng)功制備了低(di)殘余(yu)(yu)應(ying)力(li)(li)(li)的優質生長型聚(ju)晶。

       影響PDC 殘余(yu)熱應(ying)力的(de)因素主要有(you)聚晶PCD 層厚(hou)度(du)、PDC 的(de)燒結溫(wen)(wen)度(du)、界(jie)面結構、后處(chu)理方式以(yi)及(ji)后期熱處(chu)理工藝等。其(qi)中PCD 層厚(hou)度(du)和(he)燒結溫(wen)(wen)度(du)對殘余(yu)熱應(ying)力的(de)影響尤為(wei)明(ming)顯。筆者通過有(you)限元分析，討論(lun)了(le)PCD 層與硬質(zhi)合(he)金層厚(hou)度(du)比和(he)PDC 壓制過程中燒結溫(wen)(wen)度(du)的(de)波動對PDC 殘余(yu)熱應(ying)力的(de)影響。

       1.PCD 層與硬質合金層厚度比對PDC 殘余熱應力的影響

       Lin Tze-Pin[7] 通(tong)過實驗得出：PDC 硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)的(de)(de)厚度(du)與PCD 層(ceng)的(de)(de)厚度(du)比對(dui)PDC 的(de)(de)徑(jing)向應(ying)(ying)(ying)力(li)有(you)很大(da)影(ying)(ying)響(xiang)。徐國平等[8]亦通(tong)過研究提(ti)出：PCD 層(ceng)薄(bo)的(de)(de)PDC 抗沖(chong)擊性(xing)應(ying)(ying)(ying)該更(geng)好,但較(jiao)薄(bo)的(de)(de)PCD 層(ceng)會影(ying)(ying)響(xiang)PDC 的(de)(de)使用(yong)壽命，PCD 層(ceng)與硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)厚度(du)比值應(ying)(ying)(ying)有(you)一個最佳值。為(wei)進(jin)一步(bu)了(le)解PCD 層(ceng)與硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)厚度(du)比對(dui)PDC 殘(can)余熱應(ying)(ying)(ying)力(li)(主要是(shi)PCD 層(ceng)厚度(du)對(dui)PDC 垂直方向的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)影(ying)(ying)響(xiang))，筆者(zhe)對(dui)不(bu)同PCD 層(ceng)與硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)厚度(du)比值的(de)(de)PDC 進(jin)行(xing)了(le)有(you)限(xian)元(yuan)(yuan)分(fen)(fen)析(xi)。分(fen)(fen)析(xi)中采(cai)用(yong)的(de)(de)材(cai)料物理力(li)學性(xing)能參數見表1。分(fen)(fen)析(xi)中選(xuan)擇(ze)常用(yong)的(de)(de)13 mm×8 mm 平面界面聚(ju)晶，選(xuan)擇(ze)PCD 層(ceng)厚度(du)在0.5~2.0 mm 范圍內的(de)(de)16 種PDC 。有(you)限(xian)元(yuan)(yuan)網格(ge)劃分(fen)(fen)過程中，PCD 層(ceng)單(dan)元(yuan)(yuan)格(ge)為(wei)0.2 mm× 0.2 mm, 硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)靠近(jin)界面部分(fen)(fen)網格(ge)較(jiao)密(mi)，遠離界面部分(fen)(fen)網格(ge)相對(dui)稀疏(shu)。設(she)定1 000 ℃為(wei)PDC 應(ying)(ying)(ying)力(li)松(song)弛溫度(du)[7],在這(zhe)一溫度(du)以(yi)上PDC 的(de)(de)殘(can)余熱應(ying)(ying)(ying)力(li)可忽略不(bu)計, 室溫為(wei)20 ℃。由于PDC 的(de)(de)軸(zhou)對(dui)稱性(xing), 有(you)限(xian)元(yuan)(yuan)模擬過程中僅選(xuan)用(yong)右半部分(fen)(fen)進(jin)行(xing)計算。通(tong)過有(you)限(xian)元(yuan)(yuan)計算，可得到PCD 層(ceng)和(he)硬(ying)(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)的(de)(de)殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力(li)二維分(fen)(fen)布云圖(包括徑(jing)向應(ying)(ying)(ying)力(li)，軸(zhou)向應(ying)(ying)(ying)力(li)以(yi)及剪切應(ying)(ying)(ying)力(li))，以(yi)及 PCD 層(ceng)表面的(de)(de)殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力(li)沿各(ge)方向的(de)(de)變(bian)化曲線。

       運用(yong)(yong)ANSYS 軟(ruan)件，用(yong)(yong)熱-結耦合法(fa)進行殘余(yu)熱應力(li)分(fen)析，計(ji)算模型以(yi)及有限元網(wang)格劃分(fen)見圖1。PCD 層厚度(du)為1 mm 的(de)PDC 的(de)殘余(yu)熱應力(li)分(fen)布見圖2。

圖1 計算模(a)以及有限元網格劃分(b) Fig. 1

       由圖2 見(jian)，PDC 最(zui)大(da)(da)(da)應力集中分(fen)布在界(jie)(jie)面兩側臨近界(jie)(jie)面處(chu)(chu)，而離界(jie)(jie)面較(jiao)遠的(de)(de)(de)(de)(de)地方應力相對(dui)較(jiao)小，分(fen)布相對(dui)較(jiao)均勻。由于(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹系數小于(yu)硬質(zhi)合金，在加熱(re)后的(de)(de)(de)(de)(de)卸壓(ya)冷卻過程(cheng)中，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)收(shou)縮(suo)比硬質(zhi)合金慢，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)形成(cheng)壓(ya)應力。當(dang)PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)厚度為1mm 時，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)(da)(da)徑向壓(ya)應力σxmax 出現在界(jie)(jie)面結合處(chu)(chu)，高達1.20 GPa(多(duo)晶的(de)(de)(de)(de)(de)抗壓(ya)強度1.9~6.9 GPa) ；最(zui)大(da)(da)(da)軸向拉應力σymax 位于(yu)界(jie)(jie)面邊(bian)緣(yuan)(yuan)處(chu)(chu)，達到(dao)850 MPa ，該拉應力容易產生垂(chui)直于(yu)界(jie)(jie)面的(de)(de)(de)(de)(de)龜(gui)裂(lie)裂(lie)紋，導致PDC 層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)碎裂(lie)或脫層(ceng)(ceng)(ceng)；界(jie)(jie)面間最(zui)大(da)(da)(da)剪應力同樣位于(yu)界(jie)(jie)面邊(bian)緣(yuan)(yuan)，該剪應力是導致PDC 整體斷裂(lie)及PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)與硬質(zhi)合金襯底之間脫層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因，也是使用 PDC 鉆進過程(cheng)中所遇到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)具破壞性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)失效形式。

       為了解PDC 殘余熱應力隨PCD 層與硬質合金層厚度比的變化規律，采用熱-結構耦合法對PCD層厚度為0.5~2.0 mm 的16 種PDC 進行了分析，計算結果見表2 (表中拉應力為正，壓應力為負)。由表2 可知，隨PCD 層厚度由0.5 mm 增加到2.0 mm， 即PCD 層與硬質合金層厚度比由0.067 增加到0.333，PCD 層最大徑向壓應力逐漸降低，由1.61 GPa 降低到1.03 GPa；PCD 表面中心壓應力也逐漸降低，由1.61 GPa 下降到380 MPa ；軸向拉應力云圖顯示，隨著PCD 層與硬質合金層厚度比值的增加，PCD 層界面邊緣的最大軸向拉應力由 697 MPa 增加到了1.01 GPa；位于界面邊緣處的最大剪應力則從106 MPa 增加到136 MPa 。在模擬計算中，PDC 總高度為8 mm，因此，PCD 層加厚，一方面使硬質合金基體相對變薄，同時PCD 層與硬質合金層厚度比值逐漸增加。圖3、圖4、圖5 是PCD 層與硬質合金層厚度比分別對應PCD 層最大徑向應力、PCD 層最大軸向應力及PCD 層表面中心壓應力的影響關系。由圖可見，隨著PCD 層與硬質合金層厚度比的增加，PCD 層最大徑向壓應力和PCD 層表面中心的壓應力均明顯下降(圖3、圖5)；同時PCD 層最大軸向拉應力逐漸增大(圖4)， 最大徑向應力出現在界面結合處，最大軸向應力出現在PDC 邊緣靠近界面處。Bertagnolli 等人的研究表明，PCD 層表面具有較大壓縮應力的PDC 在達到抗拉極限前能夠承受更大的載荷[9] 。壓應力的存在不會引起龜裂和脫層,對在鉆進時抵抗外力也是有利的，而較大的軸向拉應力的存在對脆性材料是非常有害的。但PCD 層太薄會嚴重影響PDC 的使用壽命。因此，應該在保證PDC 使用壽命的前提下盡量降低PCD 層與硬質合金層厚度比值。

       2.PDC 壓制過程中燒結溫度的波動對殘余熱應力的影響

       利用六面頂壓(ya)機, 在(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)條(tiao)件下(1 300~ 1 500 ℃，6 GPa) 壓(ya)制PDC 的(de)過(guo)(guo)(guo)程中，溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)控(kong)制是一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)重要的(de)很難控(kong)制，也很難解釋(shi)其出現的(de)原(yuan)因(yin)。的(de)燒結溫(wen)度(du)(du)(du)范圍一(yi)般在(zai)1 300~1 500 ℃, 鈷-碳液相共晶溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)1 320 ℃。在(zai)生產過(guo)(guo)(guo)程中，主要是原(yuan)材料(liao)個(ge)體差(cha)異(yi)以及(ji)操作原(yuan)因(yin)，燒結溫(wen)度(du)(du)(du)常(chang)常(chang)不能(neng)較準(zhun)確地控(kong)制在(zai)有效溫(wen)度(du)(du)(du)范圍內，且燒結過(guo)(guo)(guo)程中溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)測量非(fei)常(chang)困難，很難直接(jie)通過(guo)(guo)(guo)實驗的(de)方法研究燒結溫(wen)度(du)(du)(du)對PDC 應力(li)的(de)影(ying)響。

       為研究PDC 燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)波動對(dui)殘(can)(can)余熱應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)影響，對(dui)不(bu)同燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)PDC 進(jin)行了(le)有(you)限(xian)元(yuan)分析。分析中(zhong)采用的(de)(de)(de)材(cai)料物理(li)(li)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學性能參數見表1；計算模型(xing)及模型(xing)有(you)限(xian)元(yuan)網格劃分見圖1；對(dui)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)1 000~1 500℃范圍(wei)內的(de)(de)(de)11 種(zhong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)PDC 的(de)(de)(de)殘(can)(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)進(jin)行了(le)數值模擬，模擬過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)室(shi)溫(wen)(wen)為20 ℃。圖6 是燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對(dui)PCD 層的(de)(de)(de)殘(can)(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)影響關系。由圖6 可知，隨(sui)著PDC 燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)斷增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，PCD 層的(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)徑(jing)(jing)向(xiang)(xiang)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)也(ye)不(bu)斷增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)徑(jing)(jing)向(xiang)(xiang)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)由燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)為1 000 ℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)1.2 GPa 增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到1 500 ℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)1.81 GPa，這種(zhong)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)存在(zai)對(dui)提高界(jie)面(mian)結(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)是有(you)利的(de)(de)(de)；在(zai)最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)徑(jing)(jing)向(xiang)(xiang)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)逐漸增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)(shi)，PCD 層最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)軸(zhou)向(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)由燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)為1 000 ℃ 時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)850 MPa 增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到1.28 GPa，且出現在(zai)PDC 靠近界(jie)面(mian)的(de)(de)(de)邊(bian)(bian)緣位(wei)置(zhi)，這種(zhong)PCD 層較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)易(yi)導(dao)致PCD 層從基體上(shang)剝落；PCD 層表面(mian)中(zhong)心壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)同樣(yang)也(ye)隨(sui)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。由此可見，燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對(dui)PDC 殘(can)(can)余熱應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)確(que)(que)實有(you)較(jiao)大(da)(da)影響。在(zai)PDC 壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)(cheng)中(zhong)，若燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太高，雖(sui)然PCD 層的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)大(da)(da)，有(you)利于界(jie)面(mian)結(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)，但同時(shi)(shi)(shi)PCD 層最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)剪應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)以及邊(bian)(bian)緣位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)也(ye)越大(da)(da)，使(shi)得PDC 邊(bian)(bian)緣越容(rong)易(yi)產生(sheng)裂紋(wen)或(huo)其它(ta)缺(que)陷；若燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)過低，PCD 層的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)太小(xiao)，界(jie)面(mian)結(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)不(bu)強，PCD 層容(rong)易(yi)從基體上(shang)脫落。可見，PDC 的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)(cheng)對(dui)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)是十分敏感的(de)(de)(de)，在(zai)生(sheng)產過程(cheng)(cheng)中(zhong)，除(chu)了(le)進(jin)一步研究新的(de)(de)(de)合(he)成工藝外，必須確(que)(que)保每道工序的(de)(de)(de)有(you)效執行，盡量切斷原材(cai)料對(dui)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影響，合(he)理(li)(li)操(cao)作，使(shi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)嚴格控制(zhi)(zhi)在(zai)最(zui)(zui)(zui)佳范圍(wei)內。

       3.結論

       有限元(yuan)分析結果表(biao)明(ming)，隨著PCD 層(ceng)與(yu)硬質合(he)(he)金層(ceng)厚(hou)度比的增加，PCD 層(ceng)表(biao)面中心的壓應(ying)(ying)力明(ming)顯下降(jiang)，PCD 層(ceng)最(zui)大(da)(da)徑向(xiang)壓應(ying)(ying)力逐漸降(jiang)低，而最(zui)大(da)(da)軸向(xiang)拉(la)應(ying)(ying)力逐漸增大(da)(da)；隨著PDC 壓制過程中燒(shao)結溫度的不斷(duan)升高，PCD 層(ceng)的最(zui)大(da)(da)徑向(xiang)壓應(ying)(ying)力、最(zui)大(da)(da)軸向(xiang)拉(la)應(ying)(ying)力以及(ji)最(zui)大(da)(da)剪應(ying)(ying)力等均逐漸增大(da)(da)。因此，在保(bao)證PDC 使用壽命的前提下，應(ying)(ying)盡量降(jiang)低PCD 層(ceng)與(yu)硬質合(he)(he)金層(ceng)厚(hou)度比值，盡量切斷(duan)原材料(liao)以及(ji)人(ren)為操作對溫度的影響。