Ni-Ti-B粘结剂体系增强PDC的耐热性研究

刘宝昌^1,2,3，韩哲¹，赵新哲¹，李思奇¹，曹鑫¹

1. 吉林大学建设工程学院2. 吉林大学超硬材料国家重点实验室3. 国土资源部复杂条件钻采技术重点实验室

摘 要：聚晶金刚石复合片（Polycrystalline Diamond Compact,PDC）既具备超高硬度以及超高耐磨性,又具备高强度和抗冲击韧性而被广泛应用于钻探领域。但常规的PDC热稳定性较差,在钻进坚硬、强研磨性岩层时性能显著降低。为提高PDC的热稳定性,按6Ni-4Ti-2B比例将Ni、Ti、B等粉末与金刚石微粉混合,采用溶渗-粉末混合烧结方法,使用6×1200MN六面顶压机进行烧结,参数为压力5.0～6.5GPa、温度1350℃～1650℃、保温保压时间5～7min。对烧结后PDC试样进行扫描电镜分析、能谱分析及X射线衍射分析,观察PDC复合界面烧结情况,发现金刚石聚晶烧结情况良好,粘结剂分布均匀,生成了Co_xW_xC固溶体和TiB₂-Ni金属陶瓷复合相等耐热相。为检验PDC耐热性进行差重热重分析,测试结果表明添加Ni、Ti、B的PDC耐热性达到920℃,与传统PDC（～760℃）相比提高了160℃。

关键词：聚晶金刚石复合片;耐热性;高温高压;差重热重分析;