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金刚石复合烧结体性能优势及应用
金刚石复合烧结体（Composite sintered diamond，简称 CSD）是一种将金刚石微粉、粘结剂（一般是钴粉）与硬质合金衬体在高温、超高压（1300~1500℃，5~7GPa）条件下一次性烧结成一体的新型复合超硬材料。该材料兼顾了金刚石和硬质合金的特性，但有硬质合金无可比拟的优势：
- 高硬度：金刚石复合烧结体的硬度高达 10000HV 左右，是目前人造材料中硬度最高的，而硬质合金的硬度只有1000-1800HV。
2、高耐磨性：硬度极高且各向同性，磨耗比30万以上，而硬质合金的磨耗比100以内。
3、良好的热稳定性：耐热温度可达 750℃，在高温环境下，仍能保持其性能的稳定，可用于一些环境温度较高的场景。
4、良好的抗冲击韧性：金刚石复合烧结体的抗冲击韧性与硬质合金相近，作为破岩工具在煤田地质钻探、油气钻井等作业中，能承受较大的冲击力，从而使钻进工作能够持续稳定的进行，减少因冲击而导致的损坏和失效。
5、低摩擦系数：金刚石与有色金属的摩擦系数为0.1-0.3，低于硬质合金与有色金属的摩擦系数（0.3-0.6），使得在机械加工过程中切削阻力小，机床负载小，既能提高被加工工件的表面质量和尺寸精度，又能降低机床损耗。
6、高导热性：金刚石的导热系数为 2000W/m・K，是硬质合金的 1.5 - 7 倍，能快速传导切削过程中产生的热量，降低切削区的温度，进一步提高刀具耐用度，也有利于保持加工材料的性能 。
7、线膨胀系数小：金刚石复合烧结体的线膨胀系数约为（1.0～3.0）×10⁻⁶/℃，是硬质合金的 1/4，在使用过程中受温度影响较小，故能保持较高的尺寸精度。
金刚石复合烧结体主要应用于以下领域：
1、钻探领域：
由于金刚石复合烧结体（CSD）具有极高的耐磨性、较高的抗冲击韧性以及热稳定性，故金刚石复合烧结体钻头特别适合软到中硬地质岩层的钻探，具有钻进速度快、耐磨性好、寿命长等优点，而且工作环境适应性强，可满足各种复杂环境中的钻探，能大大提高钻采效率。广泛应用于煤田开采、地质勘探、油气钻井等领域，常见的钻齿齿形结构有：平面、球面、锥面、楔面等。
2、机械加工：
利用金刚石复合烧结体（CSD）极高的硬度和耐磨性、较高的导热性和热稳定性以及极低的摩擦系数，用其制作的刀具可用于石材、木材、陶瓷、塑料、橡胶等非金属材料和有色金属及其合金的切削加工，不仅可以使被加工工件获得较高的表面光洁度和尺寸精度，而且还兼顾超高的使用寿命和加工效率。
3、耐磨轴承：
金刚石复合烧结体（CSD）具有极高的硬度和耐磨性、较低的摩擦系数以及良好的化学稳定性，使其在耐磨轴承领域得到了诸多应用，可延长轴承使用寿命，提高轴承精度，适应恶劣环境以及降低维护成本。在矿山机械、航空发动机以及精密仪器等领域的耐磨轴承应用较广泛。
河南氮硼新材料科技有限公司（简称“氮硼科技”）是集科研、生产、销售和服务为一体的高科技企业。氮硼科技生产的金刚石复合烧结体(CSD）其金刚石颗粒之间融合生长，形成紧密的 D-D 键，结合强度高，CSD 材料界面结合紧密、无应力存在且没有缺陷，媲美国外产品，如下图微观组织结构对比。批量大型化合成设备为产品质量的一致性、稳定性以及供货能力保驾护航。同时产品系列多，能够满足不同领域的应用，且具备高档产品性能却有着中档产品价格。
氮硼科技 国外某知名品牌
目前破岩工具刀齿CSD产品可供型号如下：
|
型号 |
直径/mm |
厚度/mm |
金刚石层厚/mm |
|
BN1304 |
13.3 |
4.5 |
1.5-2.0 |
|
BN1304R |
13.44 |
4.5~5.0 |
1.5-2.0 |
|
BN1308 |
13.44 |
8.0 |
1.5-2.0 |
|
BN1308R |
13.44 |
8.0 |
1.5-2.0 |
|
BN1608 |
16.0 |
8.0 |
1.5-2.0 |
|
BN1613 |
16.0 |
13.2 |
1.5-2.0 |
|
BN1908 |
19.05 |
8.0 |
1.5-2.0 |
|
BN1913 |
19.05 |
13.2 |
1.5-2.0 |
