摘要: 殘余熱應力是影響聚晶(PDC)性能(neng)好壞的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)重要因(yin)素之一。考慮聚晶層(ceng)(PCD)與(yu)(yu)硬質(zhi)合金層(ceng)厚度(du)比以(yi)及PDC 壓(ya)制過程中燒結溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)波動對聚晶殘余(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)影響，在ANSYS 中建立PDC 模型(xing)，運用熱-結耦(ou)合法分析PDC 的(de)(de)(de)(de)殘余(yu)熱應(ying)力(li)(li)(li)。計算表明(ming)，隨(sui)著(zhu)PCD 層(ceng)與(yu)(yu)硬質(zhi)合金層(ceng)厚度(du)比由(you)(you)0.067 增(zeng)加到(dao)0.333，PCD 層(ceng)表面中心的(de)(de)(de)(de)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li)由(you)(you)1.61 GPa 降(jiang)低(di)到(dao)380 MPa，PCD 層(ceng)最(zui)(zui)大(da)(da)(da)徑(jing)向(xiang)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li)由(you)(you)1.61 GPa 降(jiang)低(di)1.03 GPa 左右，而PCD 層(ceng)邊緣靠(kao)近界(jie)面附(fu)近最(zui)(zui)大(da)(da)(da)軸向(xiang)拉應(ying)力(li)(li)(li)逐(zhu)漸增(zeng)大(da)(da)(da)；隨(sui)著(zhu)PDC 壓(ya)制過程中燒結溫(wen)度(du)由(you)(you)1 000 ℃升(sheng)高到(dao)1 500 ℃，PCD 層(ceng)的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)(da)(da)徑(jing)向(xiang)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li)、最(zui)(zui)大(da)(da)(da)軸向(xiang)拉應(ying)力(li)(li)(li)以(yi)及最(zui)(zui)大(da)(da)(da)剪應(ying)力(li)(li)(li)等(deng)均逐(zhu)漸增(zeng)大(da)(da)(da)。認為，在研究PDC 合成新工藝過程中，應(ying)在保(bao)證PDC 使用壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)前提下盡量降(jiang)低(di)PCD 層(ceng)與(yu)(yu)硬質(zhi)合金層(ceng)厚度(du)比；必(bi)須盡量切(qie)斷原材(cai)料以(yi)及人為操(cao)作對溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)影響。

       關鍵詞：聚晶(PDC); 燒結(jie)溫度; 殘余熱應力

       聚晶(簡(jian)稱PDC)因具(ju)有極高層(ceng)(ceng)和軟硬(ying)交錯地(di)(di)(di)層(ceng)(ceng)時(shi)，PDC 的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)仍然(ran)受到較(jiao)(jiao)大的(de)(de)耐(nai)磨性(xing)、抗沖擊韌性(xing)及銳(rui)利(li)的(de)(de)切削刃(ren)，在(zai)(zai)地(di)(di)(di)質和限制。這(zhe)是(shi)因為PDC 是(shi)在(zai)(zai)高溫、高壓(1 300~1 500 ℃、石油鉆探(tan)中(zhong)被廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)。聚晶層(ceng)(ceng)(簡(jian)稱PCD 6 GPa) 條件下由(you)與硬(ying)質合金(jin)基(ji)體燒結而(er)成層(ceng)(ceng))能始終(zhong)保(bao)持銳(rui)利(li)的(de)(de)切削刃(ren)，因而(er)廣泛(fan)用(yong)(yong)于地(di)(di)(di)質、的(de)(de)，而(er)由(you)于與硬(ying)質合金(jin)的(de)(de)熱(re)膨脹系數相差太大，石油及煤田鉆探(tan)中(zhong)，在(zai)(zai)軟至中(zhong)硬(ying)巖層(ceng)(ceng)中(zhong)獲得(de)了(le)非常在(zai)(zai)卸壓冷卻過程中(zhong), PDC 容(rong)易(yi)在(zai)(zai)界面產生很大的(de)(de)殘(can)余(yu)好(hao)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)效果[1-2] 。隨著PDC 工(gong)藝水(shui)平(ping)的(de)(de)不斷(duan)提高，熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)，這(zhe)種(zhong)殘(can)余(yu)熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)使(shi)強(qiang)度降低，PDC 的(de)(de)適用(yong)(yong)領(ling)域(yu)和用(yong)(yong)量得(de)到不斷(duan)擴大。據統計，尤其在(zai)(zai)承(cheng)受較(jiao)(jiao)強(qiang)外力(li)(li)或(huo)溫度變化(hua)較(jiao)(jiao)大時(shi)，層(ceng)(ceng)容(rong)PDC 的(de)(de)進尺量占油田鉆探(tan)總進尺比(bi)例已由(you)10 a 易(yi)破損或(huo)從基(ji)體上(shang)剝落，導致它失去切削能力(li)(li)而(er)失效。前(qian)的(de)(de)16%增加到了(le)目前(qian)的(de)(de)約60%[3] 。而(er)在(zai)(zai)鉆進硬(ying)地(di)(di)(di)因此(ci)，研究PDC 殘(can)余(yu)熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)具(ju)有非常重要的(de)(de)意義(yi)。

       徐根[4] 等根據PDC 制(zhi)造過(guo)程中(zhong)的(de)(de)熱力(li)學(xue)工藝條件，對平(ping)面(mian)界面(mian)及幾種典型不規(gui)則(ze)界面(mian)的(de)(de)PDC 殘余(yu)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)作了(le)相應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)數值計算和分析(xi)比較，亦對PDC 殘余(yu)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)分布規(gui)律做了(le)相關研究；曹品魯[5] 等對梯(ti)度(du)結構聚(ju)晶(jing)與傳統(tong)的(de)(de)雙層結構-硬質合金在制(zhi)造過(guo)程中(zhong)產生的(de)(de)殘余(yu)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)進行(xing)了(le)分析(xi)，提出梯(ti)度(du)結構的(de)(de)聚(ju)晶(jing)有效降低(di)了(le)殘余(yu)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)；賈洪(hong)聲[6] 等采(cai)用熔滲(shen)法成(cheng)功(gong)制(zhi)備了(le)低(di)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)優質生長型聚(ju)晶(jing)。

       影(ying)響PDC 殘余(yu)熱應(ying)力的(de)因(yin)素主(zhu)要有聚晶PCD 層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)(hou)度(du)、PDC 的(de)燒結溫度(du)、界(jie)面(mian)結構(gou)、后處理(li)方式以及后期熱處理(li)工藝等(deng)。其中(zhong)PCD 層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)(hou)度(du)和燒結溫度(du)對殘余(yu)熱應(ying)力的(de)影(ying)響尤為明顯。筆者通過(guo)(guo)有限元分析，討論(lun)了PCD 層(ceng)(ceng)與(yu)硬質合(he)金層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)(hou)度(du)比和PDC 壓制(zhi)過(guo)(guo)程中(zhong)燒結溫度(du)的(de)波動對PDC 殘余(yu)熱應(ying)力的(de)影(ying)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] 通過(guo)(guo)實驗得出(chu)：PDC 硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)與PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)比對(dui)(dui)PDC 的(de)(de)徑(jing)向應(ying)(ying)力(li)(li)有很大(da)影響(xiang)(xiang)。徐國平等[8]亦通過(guo)(guo)研究提出(chu)：PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)薄的(de)(de)PDC 抗(kang)沖擊性(xing)應(ying)(ying)該更好,但較薄的(de)(de)PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)會影響(xiang)(xiang)PDC 的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)比值應(ying)(ying)有一(yi)(yi)個最佳值。為進一(yi)(yi)步(bu)了解PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)比對(dui)(dui)PDC 殘余(yu)熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)(主(zhu)要是(shi)PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)對(dui)(dui)PDC 垂直方向的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)影響(xiang)(xiang))，筆(bi)者對(dui)(dui)不同PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)比值的(de)(de)PDC 進行了有限(xian)元分(fen)(fen)析(xi)。分(fen)(fen)析(xi)中采用(yong)(yong)的(de)(de)材料物(wu)理力(li)(li)學(xue)性(xing)能參數見表(biao)1。分(fen)(fen)析(xi)中選擇常用(yong)(yong)的(de)(de)13 mm×8 mm 平面界面聚晶，選擇PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)在(zai)0.5~2.0 mm 范圍內(nei)的(de)(de)16 種PDC 。有限(xian)元網(wang)(wang)格劃分(fen)(fen)過(guo)(guo)程(cheng)中，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)單元格為0.2 mm× 0.2 mm, 硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)靠近界面部(bu)(bu)分(fen)(fen)網(wang)(wang)格較密，遠離界面部(bu)(bu)分(fen)(fen)網(wang)(wang)格相對(dui)(dui)稀(xi)疏(shu)。設定1 000 ℃為PDC 應(ying)(ying)力(li)(li)松弛溫(wen)度(du)(du)[7],在(zai)這一(yi)(yi)溫(wen)度(du)(du)以上PDC 的(de)(de)殘余(yu)熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)可忽略不計, 室溫(wen)為20 ℃。由于PDC 的(de)(de)軸對(dui)(dui)稱(cheng)性(xing), 有限(xian)元模擬過(guo)(guo)程(cheng)中僅選用(yong)(yong)右半部(bu)(bu)分(fen)(fen)進行計算(suan)。通過(guo)(guo)有限(xian)元計算(suan)，可得到PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)硬(ying)質合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)二維分(fen)(fen)布云圖(包括徑(jing)向應(ying)(ying)力(li)(li)，軸向應(ying)(ying)力(li)(li)以及剪切應(ying)(ying)力(li)(li))，以及 PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)面的(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)沿各(ge)方向的(de)(de)變化曲線(xian)。

       運用(yong)ANSYS 軟(ruan)件，用(yong)熱(re)-結耦合法進行(xing)殘余(yu)熱(re)應力分(fen)析，計算模型以(yi)及(ji)有(you)限元網(wang)格劃(hua)分(fen)見圖1。PCD 層厚(hou)度為1 mm 的(de)(de)PDC 的(de)(de)殘余(yu)熱(re)應力分(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，PDC 最(zui)(zui)大(da)應(ying)(ying)力(li)(li)集中(zhong)分布在界(jie)(jie)面(mian)兩側(ce)臨近界(jie)(jie)面(mian)處，而離(li)界(jie)(jie)面(mian)較遠的(de)地方應(ying)(ying)力(li)(li)相對較小，分布相對較均勻。由于(yu)的(de)熱膨脹系數小于(yu)硬質合(he)金(jin)，在加(jia)熱后的(de)卸壓(ya)冷卻過(guo)程中(zhong)，PCD 層收(shou)縮比硬質合(he)金(jin)慢，PCD 層形成壓(ya)應(ying)(ying)力(li)(li)。當PCD 層厚度為1mm 時，PCD 層的(de)最(zui)(zui)大(da)徑向壓(ya)應(ying)(ying)力(li)(li)σxmax 出(chu)現在界(jie)(jie)面(mian)結(jie)合(he)處，高達1.20 GPa(多晶的(de)抗壓(ya)強(qiang)度1.9~6.9 GPa) ；最(zui)(zui)大(da)軸向拉應(ying)(ying)力(li)(li)σymax 位于(yu)界(jie)(jie)面(mian)邊緣處，達到(dao)850 MPa ，該拉應(ying)(ying)力(li)(li)容易產(chan)生垂直于(yu)界(jie)(jie)面(mian)的(de)龜裂(lie)裂(lie)紋，導(dao)致PDC 層的(de)碎(sui)裂(lie)或脫(tuo)(tuo)層；界(jie)(jie)面(mian)間最(zui)(zui)大(da)剪(jian)應(ying)(ying)力(li)(li)同樣位于(yu)界(jie)(jie)面(mian)邊緣，該剪(jian)應(ying)(ying)力(li)(li)是導(dao)致PDC 整體(ti)斷裂(lie)及PCD 層與硬質合(he)金(jin)襯底之間脫(tuo)(tuo)層的(de)主(zhu)要原因，也是使用(yong) PDC 鉆進過(guo)程中(zhong)所遇到(dao)的(de)最(zui)(zui)具破壞性的(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(li)用六面頂壓機, 在高(gao)溫高(gao)壓條件(jian)下(1 300~ 1 500 ℃，6 GPa) 壓制(zhi)PDC 的(de)過(guo)(guo)程(cheng)中，溫度(du)的(de)控(kong)制(zhi)是(shi)一個非常(chang)(chang)(chang)重(zhong)要的(de)很難(nan)(nan)控(kong)制(zhi)，也很難(nan)(nan)解釋其出現的(de)原(yuan)因。的(de)燒(shao)結(jie)溫度(du)范圍一般在1 300~1 500 ℃, 鈷-碳液(ye)相共晶溫度(du)為1 320 ℃。在生產過(guo)(guo)程(cheng)中，主要是(shi)原(yuan)材料(liao)個體差異以及操作原(yuan)因，燒(shao)結(jie)溫度(du)常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)不能較準確地(di)控(kong)制(zhi)在有(you)效溫度(du)范圍內，且(qie)燒(shao)結(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中溫度(du)的(de)測(ce)量非常(chang)(chang)(chang)困難(nan)(nan)，很難(nan)(nan)直(zhi)接(jie)通過(guo)(guo)實(shi)驗的(de)方法研究(jiu)燒(shao)結(jie)溫度(du)對PDC 應力的(de)影響。

       為(wei)研究PDC 燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波動對(dui)(dui)殘余(yu)熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，對(dui)(dui)不(bu)同燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)PDC 進(jin)行了(le)有(you)限元分(fen)(fen)析。分(fen)(fen)析中(zhong)(zhong)采(cai)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料物理(li)力(li)(li)學(xue)性能參數見表(biao)(biao)1；計(ji)算模型及模型有(you)限元網格(ge)劃分(fen)(fen)見圖(tu)1；對(dui)(dui)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)1 000~1 500℃范圍(wei)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)11 種燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)PDC 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)進(jin)行了(le)數值模擬，模擬過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)室溫(wen)(wen)(wen)為(wei)20 ℃。圖(tu)6 是燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對(dui)(dui)PCD 層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)關系(xi)。由(you)圖(tu)6 可知，隨(sui)(sui)著PDC 燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)增加，PCD 層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)徑(jing)向壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)也不(bu)斷(duan)增加。最(zui)大(da)徑(jing)向壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)由(you)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)為(wei)1 000 ℃時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1.2 GPa 增加到1 500 ℃時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1.81 GPa，這(zhe)(zhe)種壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)對(dui)(dui)提高(gao)界(jie)面結(jie)合力(li)(li)是有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)；在(zai)最(zui)大(da)徑(jing)向壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)逐漸增加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時，PCD 層(ceng)最(zui)大(da)軸向應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)由(you)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)為(wei)1 000 ℃ 時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)850 MPa 增加到1.28 GPa，且出(chu)現(xian)在(zai)PDC 靠近界(jie)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)位置，這(zhe)(zhe)種PCD 層(ceng)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸向拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)容(rong)易(yi)(yi)導致PCD 層(ceng)從基體(ti)上剝落；PCD 層(ceng)表(biao)(biao)面中(zhong)(zhong)心壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)同樣也隨(sui)(sui)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加而增加。由(you)此可見，燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對(dui)(dui)PDC 殘余(yu)熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)確實(shi)有(you)較大(da)影(ying)響(xiang)。在(zai)PDC 壓(ya)(ya)(ya)制過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，若燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太(tai)高(gao)，雖然PCD 層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)增大(da)，有(you)利于界(jie)面結(jie)合，但同時PCD 層(ceng)最(zui)大(da)剪(jian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)以及邊緣(yuan)位置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)也越大(da)，使得PDC 邊緣(yuan)越容(rong)易(yi)(yi)產(chan)生裂紋或其它(ta)缺陷；若燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)過(guo)低，PCD 層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)太(tai)小(xiao)，界(jie)面結(jie)合力(li)(li)不(bu)強，PCD 層(ceng)容(rong)易(yi)(yi)從基體(ti)上脫(tuo)落。可見，PDC 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)制過(guo)程(cheng)(cheng)對(dui)(dui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)是十(shi)分(fen)(fen)敏感的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)生產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，除了(le)進(jin)一步研究新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合成工藝外，必須(xu)確保每道工序的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效執行，盡量切斷(duan)原材料對(dui)(dui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，合理(li)操作，使溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)嚴格(ge)控制在(zai)最(zui)佳范圍(wei)內。

       3.結論

       有限(xian)元分析(xi)結果表(biao)明，隨著PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)與硬質(zhi)合(he)金層(ceng)(ceng)(ceng)厚度比的(de)(de)增加，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)面中心的(de)(de)壓(ya)應力(li)明顯下降，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)最大(da)徑向壓(ya)應力(li)逐漸降低，而最大(da)軸向拉應力(li)逐漸增大(da)；隨著PDC 壓(ya)制過程(cheng)中燒結溫度的(de)(de)不斷升高，PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)最大(da)徑向壓(ya)應力(li)、最大(da)軸向拉應力(li)以及(ji)最大(da)剪應力(li)等均逐漸增大(da)。因此(ci)，在(zai)保證(zheng)PDC 使用壽(shou)命的(de)(de)前提下，應盡(jin)量(liang)降低PCD 層(ceng)(ceng)(ceng)與硬質(zhi)合(he)金層(ceng)(ceng)(ceng)厚度比值，盡(jin)量(liang)切斷原材料以及(ji)人為操(cao)作(zuo)對溫度的(de)(de)影(ying)響。