一种工业钻石检测用冲击试样管及其检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业钻石检测用冲击试样管及其检测方法，试样管至少所述管体和垫片的材质为YG8、硬度为89 HRA～90HRA或，材质为GCr15、硬度60HRC～62HRC。其检测方法有效模拟钻石工具应用工况的主要特征测试参数，使工业钻石的检测条件更趋向于其实际应用，从而使采用本方法进行检验测定的工业钻石，进行生产制造的工业钻石工具，产品质量稳定，即使不同批次的产品，也能做到其产品性能与其实际应用工况相匹配，使工业钻石的品质针对所应用工况实用性能保持稳定。检测后的工业钻石在实际应用中，其产品合格率可有效达到98%以上，极大地提高了产品性能检测的有效性。本发明选材简单，方法简便，科学有效，实用性强，值得广泛推广应用。
【专利说明】
一种工业钻石检测用冲击试样管及其检测方法
技术领域
[0001] 本发明属于超硬磨料技术领域，具体为一种工业钻石检测用冲击试样管及其检测 方法。
【背景技术】
[0002] 对于工业钻石，主要利用它们的高硬、高耐磨性的特点，用于制造拉丝模、车刀、刻 线刀、硬度计压头、地质和石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、金刚石笔、修整器刀等数千种工具产 品。按结合剂种类查分为树脂结合剂制品、陶瓷结合剂制品、金属结合剂制品、电镀制品等。 按用途可为分研磨、精磨、抛光、锯切、钻探、修整工具和拉丝模具等。
[0003] 工业钻石产品主要通过颗粒尺寸分级(粒度)和颗粒品质分级(牌号）形成各种产 品品种。其中颗粒尺寸分级主要方法是筛分;颗粒品质分级的主要依据是对产品冲击韧性 值测试。
[0004] 利用冲击韧性测试仪，将规定量的工业钻石试样和一粒特定规格的钢球装入规定 的试样管中，按一定的频率和次数进行冲击后，用规定的条件进行筛分称重，以筛上物的质 量占试样原始质量的百分率表示未破碎率，用一定数量未破碎率的算术平均值表征试样的 冲击韧性值，详见
【申请人】参与起草的行业标准:JB/T 10987-2010超硬磨料人造金刚石冲 击韧性测定方法。
[0005] 由于许多钻石工具制造过程中有热压或烧结工序，几乎所有工具在使用(钻、切、 磨、抛)过程中会产生高温，所以测试工业钻石冲击韧性时，先将试样进行加热处理，称为热 冲击韧性(TTI)。
[0006] 通常不同粒度和不同牌号的产品用于制造不同的钻石工具，但是从事工业钻石工 具产品制造行业的技术人员，一直存在这样一个困惑:研发成功的钻石工具产品定型后，用 同样牌号的工业钻石及其它辅助材料、同样的生产工艺，不同批次的工具产品实用(钻、切、 磨、抛)时出现明显的差别。从工业钻石供应商来说，同一牌号不同批次的产品，入库验收时 技术指标数据一致，但客户对部分批次产品质量满意，对另一些批次质量不满意；同一批次 的产品，一些客户满意，另一些客户不满意;甚至同一批次产品供给同一客户，有时满意有 时不满意。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种科学、有效的工业钻石检测用冲击试样管及其检测方 法，以解决上述【背景技术】中存在的问题。
[0008] 本发明所采用的技术方案是:一种工业钻石检测用冲击试样管，包括管体、垫片和 管盖，其特征在于：至少所述管体和垫片的材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA或，材质为 GCr 15、硬度 60HRC ~62HRC。
[0009] 所述材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的试样管为硬质合金试样管，用于模拟莫 氏6度及以上硬度材质的加工工况。
[0010] 所述材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的试样管为模具钢试样管，用于模拟莫氏6 度以下硬度材质的加工工况。
[0011] -种工业钻石检测方法，包括以下步骤： 1) 根据客户产品用途，以其加工物料的硬度和钻切设备转速，选择试样管和冲击频率： 待加工物料硬度在莫氏6度及以上时，选择材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的硬质合金试 样管，待加工物料硬度在莫氏6度以下时，选择材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的模具钢试 样管，以加式设备的转速X转/分，作为其检测时的冲击频率X转/分； 2) 确定冲击次数：以客户产品定型时试验所用的工业钻石样品作为参照，采用步骤1) 所选取的试样管和冲击频率对其进行不同冲击次数的冲击韧性测试，将其冲击韧性测定值 落在40~60之间任一冲击次数作为待检测工业钻石的测定冲击次数； 3) 采用步骤1)所选取的试样管和冲击频率、以及步骤2所确定的测定冲击次数，对待检 测工业钻石进行冲击韧性测定，将其测定结果与步骤2中样品的冲击韧性测定值进行对比， 两者相差2%以内为合格，否则为不合格。
[0012] 本发明的积极有益效果:发明人通过大量调研分析和试验研究，总结了钻石工具 产品质量波动的原因在于工业钻石产品冲击韧性指标测试条件未能体现工具使用工况的 个性化差异，与工具的实际应用工况差别较大造成的。并根据这一情况，设计了能有效模拟 钻石工具应用工况的主要特征测试参数，使工业钻石的检测条件更趋向于其实际应用，从 而使采用本方法进行检验测定的工业钻石，进行生产制造的工业钻石工具，产品质量稳定， 即使不同批次的产品，也能做到其产品性能与其实际应用工况相匹配，使工业钻石的品质 针对所应用工况实用性能保持稳定。
[0013] 本发明选材简单，方法简便，科学有效，实用性强，通过对产品应用工况的近似模 拟进行冲击韧性测定，可使工业钻石的品质针对所应用工况实用性能保持稳定，值得广泛 推广应用。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0015] 图1是本发明冲击试样管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0017] 本发明的工业钻石检测用冲击试样管，包括管体3、垫片2和管盖1，其特征在于:至 少所述管体3和垫片2的材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA或，材质为GCrl5、硬度60HRC~ 62HRC。
[0018] 冲击试样管(含管体和垫片)材质设计 发明人通过大量调研分析和试验研究，根据钻石工具产品的实际应用工况，将其加工 的物料从硬度方面，分为莫氏6度及以上硬度的加工工况和莫氏6度以下硬度材质的加工工 况，并通过试验、研究、分析，得出材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的硬质合金试样管适用 于模拟莫氏6度及以上硬度材质的加工工况;材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的模具钢试 样管适用于模拟莫氏6度以下硬度材质的加工工况。
[0019] 参看图1，冲击试样管(含管体和垫片)尺寸设计 工业钻石冲击韧性测定试样管尺寸参照JB10987-2010超硬磨料人造金刚石冲击韧 性测定方法。图1说明：1 管盖;2 塾片;3 管体。内部深度(L)22.6 mm±0.02 mm， 内径(D)12.7 mm±0.02 mm。注:a网纹，b直纹? 冲击频率(冲击试验时冲击韧性测试仪的驱动轮单位时间内的转数。单位：r/min。）根 据常规钻石工具应用，通常定义3000 r/min为调整旋转;2400 r/min为中速旋转；1400 r/ min为低速旋转。因此采用如下冲击频率模拟钻石工具的实际应用转速： ①冲击频率采用3000 r/min，模拟高速钻切;②冲击频率采用2400 r/min，模拟中速钻 切;③冲击频率采用1400 r/min，模拟低速钻切。
[0020] 一种工业钻石检测方法，包括以下步骤： 根据客户产品用途，以其加工物料的硬度和钻切设备转速，选择试样管和冲击频率:待 加工物料硬度在莫氏6度及以上时，选择材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的硬质合金试样 管，待加工物料硬度在莫氏6度以下时，选择材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的模具钢试样 管，以加式设备的转速X转/分，作为其检测时的冲击频率X转/分;根据客户产品用途，以其 加工物料的硬度和钻切设备转速，选择试样管和冲击频率:待加工物料硬度在莫氏6度及以 上时，选择材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的硬质合金试样管，待加工物料硬度在莫氏6 度以下时，选择材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的模具钢试样管，以加式设备的转速X转/ 分，作为其检测时的冲击频率X转/分； 按照常规钻石工具应用的转速，及加工物料的硬度，有如下表6种模拟测试情况， ①按下表选择试样管和冲击频率
2) 确定冲击次数：以客户产品定型时试验所用的工业钻石样品作为参照，采用步骤1) 所选取的试样管和冲击频率对其进行不同冲击次数的冲击韧性测试，将其冲击韧性测定值 落在40~60之间任一冲击次数作为待检测工业钻石的测定冲击次数； 3) 采用步骤1)所选取的试样管和冲击频率、以及步骤2所确定的测定冲击次数，对待检 测工业钻石进行冲击韧性测定，将其测定结果与步骤2中样品的冲击韧性测定值进行对比， 两者相差2%以内为合格，否则为不合格。
[0021] 具体的： 示例一： 1)客户提供原产品所用工业钻石样品A，经了解客户所生产钻头加工对象为花岗岩，钻 加工设备转速为3000转/分。花岗岩莫氏硬度为6~7,因此，采用材质为YG8、硬度为89 HRA ~90HRA的硬质合金试样管，并采用3000 r/min的冲击频率进行模拟测试； 2) 采用上述选定试样管和冲击频率对样品A进行冲击韧性测试，分别采用2000、2500、 3000的冲击次数进行测试，数据如下表：
当采用3000次的冲击次数进行冲击韧性测试时，将其冲击韧性测定值落在40~60之 间，因此将3000次的次数作为待检测工业钻石的测定冲击次数； 3) 采用步骤1)所选取的硬质合金试样管和3000 r/min的冲击频率、以及步骤2所确定 的3000次的测定冲击次数，对待检测工业钻石进行冲击韧性测定，将其测定结果与步骤2中 样品A的冲击韧性测定值进行对比，两者相差2%以内为合格，否则为不合格。
[0022] 示例二： 1) 客户提供原产品所用工业钻石样品B，经了解客户生产锯片加工对象为大理石，切加 工设备转速为2500转/分。大理石莫氏硬度在4左右，因此，采用材质为GCrl5、硬度60HRC~ 62HRC的模具钢试样管，并采用2500 r/min的冲击频率进行模拟测试； 2) 采用上述选定试样管和冲击频率对样品B进行冲击韧性测试，分别采用2000、1000、 1500的冲击次数进行测试，数据如下表：
当采用1500次的冲击次数进行冲击韧性测试时，将其冲击韧性测定值落在40~60之 间，因此将1500次的次数作为待检测工业钻石的测定冲击次数； 3) 采用步骤1)所选取的硬质合金试样管和2500 r/min的冲击频率、以及步骤2所确定 的1500次的测定冲击次数，对待检测工业钻石进行冲击韧性测定，将其测定结果与步骤2中 样品B的冲击韧性测定值进行对比，两者相差2%以内为合格，否则为不合格。
[0023] 综述，在了解客户产品用途(钻切物料的硬度和钻切设备转速)情况下，用对应的 测定参数测定待供货产品与客户产品定型时试验所用的产品比对测定，合格后，产品质量 性能稳定，与钻石工具产品的实际应用工况环境相匹配，供货客户很满意。反之，如用1号测 试参数比对测定待供货样品与客户原用产品质量相当的料，如用6号测定参数测定则两者 相差很大。
[0024] 经检验，采用本发明的工业钻石检测用冲击试样管及其检测方法，检测后的工业 钻石在实际应用中，其广品合格率可有效达到98%以上，极大地提尚了广品性能检测的有效 性，深得广大客户的一致好评。
[0025]本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述 的技术内容均为公知技术。
【主权项】
1. 一种工业钻石检测用冲击试样管，包括管体、垫片和管盖，其特征在于:至少所述管 体和垫片的材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA或，材质为GCr 15、硬度60HRC~62HRC。2. -种工业钻石检测方法，其特征在于:包括以下步骤： 1) 根据客户产品用途，以其加工物料的硬度和钻切设备转速，选择试样管和冲击频率： 待加工物料硬度在莫氏6度及以上时，选择材质为YG8、硬度为89 HRA~90HRA的硬质合金试 样管，待加工物料硬度在莫氏6度以下时，选择材质为GCrl5、硬度60HRC~62HRC的模具钢试 样管，以加式设备的转速X转/分，作为其检测时的冲击频率X转/分； 2) 确定冲击次数：以客户产品定型时试验所用的工业钻石样品作为参照，采用步骤1) 所选取的试样管和冲击频率对其进行不同冲击次数的冲击韧性测试，将其冲击韧性测定值 落在40~60之间任一冲击次数作为待检测工业钻石的测定冲击次数； 3) 采用步骤1)所选取的试样管和冲击频率、以及步骤2所确定的测定冲击次数，对待检 测工业钻石进行冲击韧性测定，将其测定结果与步骤2中样品的冲击韧性测定值进行对比， 两者相差2%以内为合格，否则为不合格。
【文档编号】G01N3/32GK106053266SQ201610683718
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月18日
【发明人】卢灿华, 张凤岭, 王志涛, 张帅, 张凤莲, 王国成
【申请人】中南钻石有限公司