复合片质量检验
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发布时间：2022-04-28 21:44
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时间：2022-06-23 08:13
复合片常用的质量检验指标为：磨耗比、热稳定性和抗冲击性能。
一、磨耗比测定法
采用国产的JS71—A型磨耗比测定仪量测，其结构见图2-12-5。测试时，将复合片与80目碳化硅陶瓷平行砂轮对磨，取砂轮的磨耗量与复合片的磨耗量之比，这个比值就称为复合片的磨耗比。采用的标准砂轮规格为 TL80＃Z2AP100×16×20（其喷砂坑深为3.40～4.00mm）。
图2-12-5 磨耗比测定仪
测试参数为：
（1）工作台摆频30～40次/min；
（2）砂轮线速度25m/s；
（3）磨耗量砂轮磨耗量不低于25g；
（4）试样磨耗量不低于0.20mg；
（5）给进压力按表2-12-2规定。
表2-12-2 磨耗比测定给进压力
二、热稳定性测试
热稳定性是指复合片在高温下能够保持原有的物理机械性能的性质。将试样置于空气或保护气氛中，加热一定时间后测试试样能够保持原有物理机械特性（如耐磨性）表示不变的极限温度。通常有如下三种表示方法：
1.时间温度曲线法
即将试样放在空气或保护气氛中加热，而保持其耐磨性基本不变的保温时间与极限温度曲线来表示（图2-12-6）。
2.极限温度表示法
图2-12-6 热稳定性曲线
即将试样放在空气或保护气氛中加热一定时间，保持其耐磨性基本不变的极限温度来表示（表2-12-3）。
表2-12-3 一些超硬材料的热稳定性极限温度
3.相对失重表示法
即将试样放在马弗炉中以一定温度梯度加热焙烧一定时间后，测定试样焙烧前、后的质量相对损失来表示。
三、抗冲击性能测试
复合片的抗冲击性能是指其承受冲击载荷而不崩刃、不分层和不破裂的能力。
其测试方法有下列几种：
1.可变换冲击功落球式冲击法
测试是在落球式冲击测定仪上进行的（图2-12-7），其原理是：利用冲球在一定高度自由落下，势能转变成动能（冲击功），改变钢质冲球的质量或下落高度，从而改变冲击能量。
测试时，使冲击功由小到大，逐次升级冲击试样，直至试样表面出现可见裂纹时，记下此时的冲击功作为指标，单位是“J”。
冲击功由公式E=mgh计算。式中：E为冲击功，J；m为钢球质量，kg；h为自由落球高度，m；g为重力加速度，m/s2。
上述方法存在的主要问题是：操作比较麻烦；复合片试样测定仪测试时承受的是冲击压力，不是剪切力，这与钻头上镶嵌的复合片碎岩时主要承受剪切力是有差异的。原地矿部探矿工程研究所仿落球式冲击测定仪原理设计了KR-1型仪器，其小球质量为200g，自由落球高度为10cm，每落一次产生0.2J的冲击功；测试时，由一个圆盘控制小球的下落，直至复合片上出现裂纹为止，以0.2J×n（n为落球次数）的乘积（单位为焦耳·次）表示该复合片的抗冲击性能。
2.重砣冲击法
它是在吊线冲击架上进行的，其结构见图2-12-8。
测试时，固定一个冲击功值，多次抛落重砣，直到完全破坏，记下冲击功和冲击次数，作为试样抗冲击性能的指标。
3.带槽花岗岩棒的旋转撞击方法
这是美国常采用的方法，它是在车床上进行的，用复合片做成车刀，来切削带有轴向标准沟槽的花岗岩棒（图2-12-9）。
根据车刀崩刃、分层和破裂时已经受的冲击次数来衡量，实验参数尚没有统一规定。
图2-12-7 落球式冲击测定仪
4.落锤法
可利用前述落锤装置（图2-12-4）进行测试，只不过将复合片以受剪方式置于夹具中（图2-12-10），故而复合片受的是剪力。由于目前国内外暂无统一测试标准，因此，测试时可根据复合片试样的大小规格，选择一个比较合适的冲锤冲击力，反复冲击，直至复合片出现破裂，同样以焦耳·次作为单位（量纲）来衡量破碎能量。
图2-12-8 吊线冲击架
图2-12-9 带槽花岗岩棒撞击法
图2-12-10 测试复合片抗剪力
总之，超硬材料单晶以及复合体的性能质量测试技术，是一个较为复杂的问题，值得进一步深入研究。
