PCD 复合材料(上层聚晶金刚石 / 下层硬质合金)为什么要做高温硬度

1这种材料的核心应用场景

您描述的材料结构是典型的 PCD 复合片(Polycrystalline Diamond Composite)(上层聚晶金刚石 / 下层硬质合金),主要用于金刚石刀具、高速切削刀具、地质勘探钻具、光学玻璃加工、工作过程中刀尖/钻头会与工件产生剧烈摩擦,瞬时温度可达 400~800°C。

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2为什么要做高温硬度测试

  1. 金刚石的高温敏感性

    金刚石在室温至400°C硬度基本稳定;400–600°C开始氧化,硬度渐降;600°C后氧化加速,石墨化风险上升;750°C(大气中)性能显著退化。

温度区间

金刚石行为

室温 ~400°C

硬度基本稳定

400~600°C

开始氧化,硬度逐渐下降

600°C

氧化加速,石墨化风险

750°C(大气中)

显著性能退化

  1. 硬质合金基体的温度依赖性

    硬质合金(WC-Co)的硬度随温度升高显著下降,300°C 以上就开始出现明显软化,750°C 时硬度可能下降 30~50%

  1. PCD 层与基体的热膨胀失配

  • 两种材料热膨胀系数不同,高温下界面应力可能引起分层、开裂,高温硬度测试能间接反映界面结合质量

  1. 质量控制与材料验收

    批次一致性验证,来料复验(原材料是否达到设计性能),新供应商/新工艺导入评价。