《聚晶金剛石磨耗比測定方法》

1JB/T3235—XXXX聚晶金剛石磨耗比測定方法本文件描述了聚晶金剛石磨耗比的測定原理、標準測試工件與測定裝置、測定方法及試驗報告。本文件適用于聚晶金剛石和聚晶金剛石復(fù)合片磨耗比的測定活動。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2485固結(jié)磨具技術(shù)條件GB/T2490固結(jié)磨具硬度檢驗3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4測定原理在規(guī)定的條件下，使聚晶金剛石和標準測試工件在規(guī)定的裝置上切削或磨削，標準測試工件的磨耗體積Vs（或磨耗質(zhì)量Ms）和聚晶金剛石的磨耗體積Vj（或磨耗質(zhì)量Mj）的比值就稱為該聚晶金剛石的磨耗比值Ev（或Em）。即式（1）或式（2）：Ev=.....................................................................................(1)Em=.....................................................................................(2)式中：Ev或Em——聚晶金剛石的磨耗比；Vs——標準測試工件的體積磨耗量，單位為立方毫米（mm3Vj——聚晶金剛石的體積磨耗量，單位為立方毫米（mm3Ms——標準測試工件的質(zhì)量磨耗量,單位為克（g）；Mj——聚晶金剛石的質(zhì)量磨耗量,單位為克（g）。5標準測試工件與測定裝置5.1標準測試工件5.1.1標準花崗石2JB/T3235—XXXX晉江巴厝白類花崗石（俗稱芝麻白），體積密度2.63g/cm3～2.75g/cm3，吸水率≤0.4%，干燥和水飽和壓縮強度≥131MPa，干燥和水飽和彎曲強度≥8.3MPa。尺寸規(guī)格：直徑為800mm～1600mm，初始高度≥300mm。5.1.2標準砂輪砂輪硬度應(yīng)符合GB/T2490的規(guī)定，其坑深值為3.40mm～4.00mm，其他要求應(yīng)符合GB/T2485中代號和標記如下的砂輪的規(guī)定：1-100×16×20GC/F80NV-35m/s。5.2測定裝置5.2.1石油鉆探用聚晶金剛石磨耗比測定裝置立式車床，應(yīng)滿足如下測試條件：——使花崗石的外圓周線速度達到4m/s，允許誤差≤±0.2m/s；——進給量：0.5mm/r～0.8mm/r；——切削深度不小于0.6mm；——帶水冷裝置，水流量不小于100L/min。5.2.2其它用途聚晶金剛石磨耗比測定裝置萬能工具磨床，應(yīng)滿足如下測試條件：——工作臺擺動速度：19mm/s～21mm/s；——應(yīng)使砂輪線速度達到25m/s，相對誤差≤±3%；——磨削深度不小于0.02mm；——帶除塵裝置。5.2.3天平5.2.3.1量程不小于50g，分度值為0.01mg的天平；5.2.3.2量程不小于500g，分度值為0.01g的天平。5.2.4干燥箱控溫范圍應(yīng)至少為0℃~200℃,精度為±5℃。5.2.5超聲波清洗機頻率應(yīng)不小于1kHz。6測定方法6.1石油鉆探用聚晶金剛石磨耗比測定方法6.1.1測定準備6.1.1.1以無水乙醇為介質(zhì)，用超聲波清洗機清洗試樣10min，然后用干燥箱在80℃下烘干至恒重。6.1.1.2用分度值為0.01mg的天平稱量待測試樣，其質(zhì)量為Mj1。6.1.1.3按圖1所示，將待測試樣裝夾在夾具上。3JB/T3235—XXXX圖1花崗石切削裝夾示意圖6.1.1.4調(diào)整測定裝置主軸轉(zhuǎn)速，使標準花崗石的外圓周線速度為4m/s，徑向進給速度為0.5mm/r~0.8mm/r。6.1.2測定步驟6.1.2.1啟動測定裝置，使試樣緩慢接觸標準花崗石。6.1.2.2每次進刀前，應(yīng)檢查試樣是否磨損到非聚晶金剛石層（夾具或襯底），切削深度為0.6mm，并記錄進刀次數(shù)L。6.1.2.3當試樣磨耗量達到規(guī)定值時（見6.1.2.4），卸下試樣，用超聲波清洗機清洗試樣，烘干至恒重，稱其質(zhì)量（記為Mj2），按式（j2.。...............................................式中：Mj——試樣的質(zhì)量磨耗量，單位為克（g）；Mj1——試樣測試前的質(zhì)量，單位為克（g）；Mj2——試樣測試后的質(zhì)量，單位為克（g）。6.1.2.4試樣質(zhì)量磨耗量應(yīng)不低于0.80mg,低于規(guī)定值需重測。6.1.2.5標準花崗石的體積磨耗量按式（4）計算。Vs=................................................................................(4)式中：Vs——標準花崗石的體積磨耗量，單位為立方毫米（mm3ap——切削深度，單位為毫米（mmD——標準花崗石外徑,單位為毫米（mmL——進刀次數(shù)。6.1.2.6試樣的體積磨耗量計算按式（5）計算。4JB/T3235—XXXXj=.................................................................................(5)式中：Vj——試樣的體積磨耗量，單位為立方毫米（mm3Mj——試樣的質(zhì)量磨耗量,單位為克（g）；ρ——試樣聚晶金剛石層密度，單位為克每立方厘米（g/cm3），其測定方法按附錄A的規(guī)定。6.1.3結(jié)果的計算將Vs和Vj值代入式（1）計算Ev值，計算出的數(shù)值以保留三位有效數(shù)字（小數(shù)點后保留一位）乘以10n的形式進行修約，即為試樣的磨耗比值。6.2其他用途聚晶金剛石磨耗比測定方法6.2.1測定準備6.2.1.1以無水乙醇為介質(zhì)，用超聲波清洗機清洗待測試樣10min，然后用干燥箱在80℃下烘干至恒重。6.2.1.2按GB/T2490測定標準砂輪的硬度值，并清潔干凈。6.2.1.3用分度值為0.01mg的天平稱量待測試樣，其質(zhì)量記為Mj1；用分度值為0.01g的天平稱量標準砂輪，其質(zhì)量記為Ms1。6.2.1.4按圖2所示，將待測試樣裝夾在夾具上。圖2砂輪磨削裝夾示意圖6.2.1.5測量標準砂輪尺寸，安裝好砂輪，并蓋好防護罩。6.2.1.6調(diào)整測定裝置，使工作臺擺動速度滿足19mm/s～21mm/s的要求，再調(diào)其擺幅與標準砂輪厚度相當。6.2.2測定步驟6.2.2.1啟動測試裝置，調(diào)整標準砂輪轉(zhuǎn)速，使其線速度達到25m/s，然后將試樣緩慢接觸標準砂輪。5JB/T3235—XXXX6.2.2.2測定時，磨削深度為0.02mm，每徑向進給一次，調(diào)整一次標準砂輪轉(zhuǎn)速，使標準砂輪線速度維持在25m/s。6.2.2.3當標準砂輪磨耗量達到規(guī)定值時（見6.2.2.5使試樣離開標準砂輪。停止后卸下標準砂輪，并稱其質(zhì)量（記為Ms2），按式（s.。..........................式中：Ms——標準砂輪的質(zhì)量磨耗量，單位為克（g）；Ms1——標準砂輪測試前的質(zhì)量，單位為克（g）；Ms2——標準砂輪測試后的質(zhì)量，單位為克（g）。6.2.2.4卸下試樣，用超聲波清洗機清洗試樣，烘干至恒重，稱其質(zhì)量（記為Mj2），按式（3）計算試樣質(zhì)量磨耗量Mj。6.2.2.5標準砂輪質(zhì)量磨耗量不應(yīng)低于25g，試樣質(zhì)量磨耗量不應(yīng)低于0.20mg，否則需重測。6.2.3結(jié)果的計算把Ms和Mj代入式（2）計算出磨耗比測量值Em1；按式（7）和表1計算出聚晶金剛石的磨耗比Em值。Em=KEm1..................................................................................(7)式中：Em——試樣的磨耗比值；k——標準砂輪為某硬度值時的修正系數(shù)；Em1——磨耗比測量值。標準砂輪硬度值H與修正系數(shù)k的關(guān)系見表1。表1標準砂輪硬度值H與修正系數(shù)k的關(guān)系標準砂輪硬度值H/mm按式（7）計算出的數(shù)值以保留三位有效數(shù)字（小數(shù)點后保留一位）乘以10n的形式進行修約，即為試樣的磨耗比。6JB/T3235—XXXX7試驗報告試驗報告至少應(yīng)給出以下幾個方面的內(nèi)容：——試樣名稱；——所使用的標準；——所使用的方法；——測定結(jié)果；——觀察到的異常現(xiàn)象；——測定日期。7JB/T3235—XXXX（規(guī)范性）試樣聚晶金剛石層密度的測定方法A.1試樣制備A.1.1完全去除聚晶金剛石的襯底。A.1.2以無水乙醇為介質(zhì)，用超聲波清洗機清洗試樣10min，然后用干燥箱在80℃下烘干至恒重。A.1.3稱量試樣的質(zhì)量，精確至0.1mg。A.2測定方法A.2.1將試樣放入帶有金屬絲網(wǎng)的燒杯內(nèi)，注人蒸餾水，使試樣完全浸沒在液體中。然后置于真空抽氣裝置中抽真空至剩余壓力小于2.67kPa。繼續(xù)抽氣40min以上至試樣中基本無氣泡排出時停泵。將裝有試樣的燒杯取出，靜置1h，使其溫度接近室溫。A.2.2將抽過氣的蒸餾水倒人燒杯中，置于天平左邊，將飽和試樣懸掛在天平掛鉤上，并使其完全浸沒在蒸餾水里，稱量試樣懸掛在水中的質(zhì)量，精確到0.1mg。A.2.3測量蒸餾水的溫度，按表A.1查出蒸餾水的密度ρ水。表A.1蒸餾水不同溫度下對應(yīng)的密度℃A.3結(jié)果的計算試