熔盐法制备Mo_(2)C镀层增强金刚石抗压性能机理研究OA

为提升金刚石单颗粒抗压强度,改善孕镶金刚石钻头在硬地层的钻进性能,本文采用熔盐法在金刚石表面制备碳化钼(Mo_(2)C)镀层,通过SEM、XRD进行微观表征,测试单颗粒抗压强度,并利用有限元模拟分析镀层产生的残余热应力及其强化机理。结果表明:经1323 K保温90 min后,金刚石表面形成连续、致密的Mo_(2)C镀层,平均厚度约2.38μm;镀层后金刚石的单颗粒抗压强度由84 N提高至156 N,增幅达85.71%。有限元模拟显示,降温过程中因Mo_(2)C与金刚石热膨胀系数差异,金刚石内部产生约445.6 MPa的残余压应力,该压应力在外部载荷作用下抵消裂纹尖端的拉应力,抑制裂纹萌生与扩展,从而显著提高抗压性能。本研究揭示了镀层增强金刚石抗压强度的热应力机制,为高性能金刚石钻头的设计与制造提供了理论依据和工程参考。