伍 濤，田宏杰，馬 宇

(中煤科工西安研究院(集團(tuán)) 有限公司，陜西 西安 710077)

0 前 言

金剛石因具有高硬度、強(qiáng)耐磨的優(yōu)異力學(xué)特性，已被大量應(yīng)用在金剛石鉆頭制造中，金剛石鉆頭的質(zhì)量對于石油鉆井和地質(zhì)勘探有著非常重要的影響[1]，自20 世紀(jì)50 年代人造金剛石成功合成以來，孕鑲金剛石鉆頭的制造技術(shù)有了很大發(fā)展，鉆頭的質(zhì)量有了很大的提升。但目前金剛石鉆頭質(zhì)量仍難以滿足復(fù)雜地質(zhì)的鉆進(jìn)需求:在堅(jiān)硬致密的弱研磨性地層中，金剛石鉆頭壽命一般不超過10 m，鉆進(jìn)時(shí)效僅在0.5 m/h 左右，甚至可能更低。這主要是由于金剛石在鉆頭胎體中的潤濕性較差以及單顆抗沖擊性能較低限制了鉆頭的使用壽命，對金剛石進(jìn)行表面特性改變來改善金剛石顆粒的表面潤濕性及單顆金剛石顆粒的抗沖擊性能是提高孕鑲金剛石鉆頭性能的一大途徑[2]，對鉆頭胎體材料的研究可提高鉆頭的綜合性能。國內(nèi)外學(xué)者在胎體材料方面做了諸多研究，Wang 等[3]發(fā)現(xiàn)在胎體中插入石墨柱后還可實(shí)現(xiàn)胎體仿生非光滑結(jié)構(gòu)，提高鉆進(jìn)效率。劉雄飛等[4]在金剛石表面鍍覆Ti、Mo、Cu、Fe、Ni等改性金屬，對金剛石表面鍍覆一層力學(xué)性能較強(qiáng)的金屬和硬質(zhì)相微粉后還能提高單顆金剛石的沖擊性能、耐熱性、耐侵蝕性，對金剛石起到了很好的保護(hù)作用。段隆臣等[5]、項(xiàng)東等[6]、楊洋等[7]利用化學(xué)鍍和復(fù)合電鍍的方法在金剛石表面鍍覆上Ni-W-P、NiFeB、Ni等金屬薄膜，可有效改變金剛石表面的理化性能。謝蘭蘭等[8]、Tan 等[9]研究發(fā)現(xiàn)在WC 基胎體中添加石墨、MoS2后，胎體與砂輪之間的摩擦系數(shù)也隨著固體潤滑劑含量的增加而降低，但胎體磨損量則隨著固體潤滑劑含量的增加先增大后減小。劉志江等[10]研究了胎體組分中不同骨架金屬對胎體磨損性能的影響及金剛石與胎體結(jié)合界面的關(guān)系。

目前對鉆頭胎體材料中金剛石表面功能改性方法的研究大多局限于某種單一工藝。例如化學(xué)鍍對金剛石處理過程中鍍層一般較薄，金剛石化學(xué)鍍覆鍍層厚度過大則易起皮脫落，電鍍法則需首先對金剛石金屬化處理，研究發(fā)現(xiàn)對金剛石表面進(jìn)行化學(xué)鍍與電鍍相結(jié)合的復(fù)合電鍍工藝可獲得高性能的金剛石顆粒。通過熱壓燒結(jié)制造金剛石鉆頭胎體時(shí)，將復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒加入鉆頭胎體材料中構(gòu)成非均質(zhì)胎體結(jié)構(gòu)，含有金剛石硬質(zhì)磨料周圍的胎體材料局部硬度、抗沖擊韌性提高，強(qiáng)化胎體磨損后金剛石出刃狀態(tài)，減小了金剛石在胎體中的脫落速度和破碎概率，最終可提高金剛石鉆頭的碎巖效率及壽命，本工作就此進(jìn)行了相應(yīng)研究。

1 試 驗(yàn)

1.1 金剛石鉆頭胎體制備

1.1.1 金剛石表面化學(xué)鍍鎳

金剛石顆粒是一種堅(jiān)硬的非導(dǎo)體，復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石前需將金剛石顆粒表面金屬化，化學(xué)鍍覆技術(shù)是在無外加電流的條件下，通過一系列自催化氧化還原反應(yīng)在待鍍件表面鍍覆一層金屬膜，其前處理過程直接影響到鍍層的質(zhì)量。金剛石表面化學(xué)鍍鎳的工藝步驟如下:(1)清洗 將待鍍件浸入裝有潤濕劑的清水中清洗，清除表面污垢；(2)除油 選用10%濃度的NaOH 溶液煮沸5 min 并攪拌除油；(3)粗化酸洗 將除油后的金剛石原料在蒸餾水中反復(fù)清洗去除堿液，采用10%稀硝酸溶液煮沸25 min 腐蝕金剛石表面，達(dá)到粗化的目的；(4)敏化活化一步法 將金剛石浸入膠體鈀活化液中，敏化活化一步完成；(5)還原解膠反應(yīng) 將金剛石顆粒浸入10 mL HCl+90 mL 蒸餾水中解膠，在10%NaH2PO2溶液中還原具有催化活性的膠體鈀質(zhì)點(diǎn)；(6)入槽化學(xué)鍍 采用恒溫水浴鍋化學(xué)鍍，控制鍍覆溫度和時(shí)間。在化學(xué)鍍鎳配方及工藝研究發(fā)現(xiàn)，還原劑與金屬離子的電化學(xué)特征相是否相符非常重要，還需要研究膠體鈀活化液配制、金屬鹽和還原劑選取及用量、鍍液pH 值及pH 緩沖劑選用、催化劑和配位劑、添加劑的選取及用量。最終，金剛石表面化學(xué)鍍鎳基礎(chǔ)鍍液配方選用硫酸鎳為鎳鹽、次磷酸鈉為還原劑、檸檬酸鈉為配位劑鹽、乙酸鈉為鍍液pH 穩(wěn)定劑、溫度控制用HH-7 恒溫水浴鍋。化學(xué)鍍鎳工藝如下:硫酸鎳NiSO4·6H2O 32 g/L，次磷酸鈉NaH2PO230 g/L，檸檬酸鈉30 g/L，乙酸鈉30 g/L，溫度40 ℃，pH 值8.5。

1.1.2 金剛石復(fù)合電鍍增厚強(qiáng)化

金剛石通過化學(xué)鍍后實(shí)現(xiàn)表面金屬化，金剛石顆粒具有了導(dǎo)電性能，再通過電鍍鎳的方法在金剛石表面進(jìn)行金屬化增厚，通過復(fù)合電鍍對金剛石進(jìn)行強(qiáng)化處理，根據(jù)鍍液配方的不同，使金剛石具有不同性能。為了實(shí)現(xiàn)金剛石顆粒的均勻電鍍，研發(fā)了復(fù)合電鍍裝置和振動電鍍方法，鍍瓶設(shè)計(jì)為圓弧底，金剛石可在圓弧底上翻滾，圓弧底鍍瓶內(nèi)有點(diǎn)狀陰極點(diǎn)，翻滾的金剛石在重力作用下可與點(diǎn)狀陰極斷續(xù)接觸，設(shè)計(jì)了偏心電機(jī)產(chǎn)生振動使得金剛石顆粒在鍍瓶內(nèi)劇烈的跳躍旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)表面均勻鍍覆，復(fù)合電鍍應(yīng)用于金剛石表面金屬化改性具有獨(dú)特優(yōu)勢。復(fù)合電鍍裝置設(shè)計(jì)如圖1 所示。

圖1 復(fù)合電鍍裝置Fig.1 Composite electroplating unit

為進(jìn)一步增加金剛石周圍胎體材料的耐磨性及與鉆頭胎體的粘結(jié)強(qiáng)度，對化學(xué)鍍后的金剛石顆粒進(jìn)行電鍍增厚和改性處理，在復(fù)合電鍍Ni 增厚后電鍍鎳鈷合金并添加了500 nm 的SiC 微粉改性以進(jìn)一步強(qiáng)化金剛石顆粒。電鍍Ni 基金剛石的鍍液主鹽為鎳鹽，選取220 g/L 的硫酸鎳NiSO4·6H2O 及45 g/L 的氯化鎳NiCl2，電流密度為2 A/dm2，電鍍2 h。復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC金剛石在鎳基主鹽的基礎(chǔ)上添加20 g/L 硫酸鈷鹽Co-SO4，鍍液中添加氯化鈉增加溶液導(dǎo)電性，選取硼酸和硼砂作為pH 值緩沖劑，將鍍液pH 值控制在3.8 左右，同時(shí)鍍液中添加濃度為0.08 g/L 的十二烷基硫酸鈉C12H25SO4Na 作為金剛石復(fù)合電鍍層的表面潤濕劑，復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC 時(shí)將500 nm SiC 微粉輕輕倒入鍍液中，通過超聲波震蕩5 min 將微粉均勻分散在鍍液之中。鍍瓶下方設(shè)計(jì)有振動電機(jī)，振動電機(jī)開啟后鍍瓶內(nèi)的金剛石開始圍繞陰極旋轉(zhuǎn)跳躍，通過調(diào)整振動電機(jī)的頻率、振幅、半/全波來控制金剛石顆粒與陰極的接觸時(shí)間，打開電源將電流密度設(shè)置為2 A/dm2，持續(xù)振動電鍍9 h 后觀察金剛石復(fù)合電鍍增厚情況。將復(fù)合電鍍強(qiáng)化后的金剛石顆粒置于烘箱中烘烤約20 min后取出稱重待用，通過多組復(fù)合電鍍試驗(yàn)分別獲得增厚的金剛石Ni 鍍層和金剛石Ni-Co-SiC 鍍層。

1.1.3 鉆頭胎體燒結(jié)工藝

為方便對鉆頭胎體做性能檢測，將石墨磨具成型的胎體試樣尺寸設(shè)計(jì)為6 mm×8 mm×36 mm，選擇WC作為燒結(jié)的骨架材料，胎體材料的配方含有Ni、Co、Cu、Fe、Mn，試驗(yàn)中金剛石濃度統(tǒng)一選用80%，含有金剛石的胎體占試樣總體積的1/5，即胎體試樣一端含有金剛石層。燒結(jié)設(shè)備選用自動控制智能燒結(jié)機(jī)SM100-A型，燒結(jié)溫度945 ℃，成型壓力15 MPa，保溫時(shí)間3 min。圖2 為熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)。

圖2 熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)Fig.2 Hot pressing sintering process parameter

1.2 檢測分析

采用sigma 300 型掃描電鏡(SEM)觀察試樣形貌，分析鍍層的均勻度和致密性，并用其自帶能譜儀(EDS)分析成分。

選擇Ti-03B 型金剛石沖擊強(qiáng)度測試儀，通過金剛石顆粒的Ti 值(未破碎金剛石顆粒質(zhì)量與初裝金剛石顆粒質(zhì)量之比)來評價(jià)抗沖擊性能的優(yōu)劣，在剛性試驗(yàn)管中放入鋼球和初裝量1 g 的金剛石顆粒，鋼球與金剛石顆粒對撞沖擊功率設(shè)為800 W，偏心振動裝置的沖擊頻率為2 400 次/分，沖擊次數(shù)設(shè)置為2 000 次，沖擊完成后，利用篩網(wǎng)將破碎的金剛石及脫落的金屬篩出，稱量剩余金剛石顆粒的質(zhì)量計(jì)算Ti 值。

摩擦磨損特性試驗(yàn)在高速回轉(zhuǎn)的花崗巖對磨試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，設(shè)備型號為MG-2000A，選取花崗巖切割后再打磨，保證花崗巖上下端面平整，以保證在鉆頭鉆進(jìn)試驗(yàn)過程中的平穩(wěn)，減小摩擦磨損試驗(yàn)的誤差，花崗巖巖樣設(shè)計(jì)為塊狀75 mm×75 mm×75 mm。根據(jù)金剛石鉆進(jìn)的規(guī)程選擇摩擦磨損試驗(yàn)參數(shù)，鉆進(jìn)時(shí)金剛石鉆頭的鉆壓為9～10 MPa，試驗(yàn)中選擇鉆壓載荷為600 N。金剛石鉆進(jìn)線速度一般為1.5～2.0 m/s，故轉(zhuǎn)速選擇為600 r/min，每個(gè)試樣與花崗巖對磨時(shí)間設(shè)置為30 min。鉆頭胎體的耐磨性由鉆頭胎體的磨損量來評價(jià)，試驗(yàn)前先用JAZ103N型電子天平(精度為1 mg)測得鉆頭胎體試樣的初始質(zhì)量，待摩擦磨損完畢后，測得試樣末質(zhì)量并計(jì)算其與初始質(zhì)量之差，即為該試驗(yàn)的磨損量。鉆頭胎體進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)后，采用VK-X200 激光共聚焦表面形貌儀分析了不同金剛石在鉆頭胎體中的出露高度和出刃狀態(tài)。

2 結(jié)果與討論

2.1 金剛石表面金屬化

在金剛石表面化學(xué)鍍覆一層薄金屬鎳以后，金剛石具有了導(dǎo)電性，便于復(fù)合電鍍加厚和鍍覆硬質(zhì)相SiC顆粒，金剛石顆?；瘜W(xué)鍍金屬化后，由淡黃色顆粒變成具有金屬光澤的顆粒，金剛石顆粒之間無粘粘現(xiàn)象發(fā)生。將金屬化金剛石顆粒置于1 000 倍掃描電鏡下觀察，如圖3?？梢钥吹藉儗永饨欠置?，與金剛石顆粒粘結(jié)致密，金剛石顆粒表面凹槽清晰可見。

圖3 金剛石形貌Fig.3 Diamond appearance

2.2 復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒的形貌

強(qiáng)化復(fù)合電鍍獲得的不同種類金剛石顆粒在掃描電子顯微鏡500 倍電鏡下的鍍層形貌如圖4 所示，圖4a 為化學(xué)鍍鎳工藝處理后的金屬化金剛石顆粒，可見化學(xué)鍍后的金剛石顆粒棱角分明、鍍層較薄且與金剛石粘結(jié)致密，金剛石鍍層表面平整無起皮現(xiàn)象，未見大節(jié)瘤分布，說明設(shè)計(jì)的化學(xué)鍍鎳液配方及工藝合理，可在金剛石表面獲得較好的金屬鍍層。圖4b 為化學(xué)鍍鎳金屬化金剛石顆粒在電鍍鎳基鍍層增厚處理后的形貌，可見金剛石顆粒表面棱角線條變粗，金剛石鍍層增厚明顯，電鍍增厚處理的金剛石顆粒表面仍舊平整、光滑且無節(jié)瘤，說明設(shè)計(jì)的電鍍裝置合理，電鍍獲得的鍍層性能穩(wěn)定，電鍍鍍液配方及工藝可靠。圖4c 為化學(xué)鍍鎳金屬化金剛石顆粒在復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC 基鍍層強(qiáng)化改性處理后的形貌，金剛石顆粒棱角線變得更加粗大，說明復(fù)合電鍍鍍層厚度進(jìn)一步增加；鍍層表面出現(xiàn)細(xì)小節(jié)瘤，說明鍍液中均勻分散的500 nm SiC 微粒在金剛石鍍層表面充分沉積，增加了電鍍金剛石顆粒的鍍層粗糙度，實(shí)現(xiàn)了對金剛石顆粒增強(qiáng)金屬化改性目的。

圖4 金剛石鍍層SEM 形貌(500×)Fig.4 SEM of diamond coating(500×)

2.3 復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒的抗沖擊性能

45/50 目金剛石、化學(xué)鍍Ni 金剛石、電鍍Ni 基金剛石、復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC 基金剛石的沖擊強(qiáng)度測試結(jié)果如表1。

表1 金剛石沖擊強(qiáng)度測試結(jié)果Table 1 Diamond impact strength test results

由表1 可知:45/50 目原料金剛石顆粒的Ti 測試值為93.8%，該原料金剛石沖擊韌性較好，品級較高；化學(xué)鍍Ni 處理后的金剛石顆粒Ti 值由93.8%下降到89.6%，這是由于化學(xué)鍍Ni 的鍍層較薄，在鋼球沖擊時(shí)薄Ni 鍍層出現(xiàn)大量脆性脫落，使得金剛石失重增加而Ti 值下降；電鍍增厚Ni 基鍍層的金剛石抗沖擊韌性Ti值達(dá)94.6%，較原料金剛石略微提高，這是因?yàn)殡婂冊龊窈?，鎳基鍍層對金剛石的包裹力增?qiáng)，同時(shí)減小了化學(xué)鍍鎳層產(chǎn)生脆性脫落的概率，金剛石破碎損失量減?。粡?fù)合電鍍Ni-Co-SiC 基金剛石進(jìn)一步增強(qiáng)了金剛石表面金屬層的厚度，同時(shí)硬質(zhì)相500 nm SiC 顆粒的加入將金屬層非均質(zhì)化，增強(qiáng)了鍍層合金性能，金剛石顆粒的破碎率進(jìn)一步降低，使得金剛石顆粒的Ti 值高達(dá)97.8%，試驗(yàn)表明復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC 對強(qiáng)化金剛石顆粒的抗沖擊性能提高明顯。

2.4 鉆頭胎體摩擦磨損特性

從實(shí)鉆角度考慮，研究常溫常壓條件下孕鑲金剛石鉆頭胎體與花崗巖摩擦磨損試驗(yàn)可在一定程度上反映胎體材料的耐磨性能以及金剛石的失效形式。

45/50 目、化學(xué)鍍Ni、電鍍增厚Ni、電鍍Ni-Co-SiC金剛石鉆頭胎體摩擦磨損試驗(yàn)中磨損量分別為1.064，0.790，0.663，0.535 g。孕鑲金剛石鉆頭胎體與花崗巖對磨是由金剛石未出刃時(shí)的黏著磨損向出刃后的磨料磨損轉(zhuǎn)變，具體過程是胎體磨損、金剛石出刃、金剛石脫落、金剛石再出刃的過程。當(dāng)金剛石表面為均質(zhì)化胎體材料時(shí)，隨著鉆頭胎體中合金的磨損，金剛石出刃和脫落速度較快，容易在胎體中形成脫落坑，減少了參與磨粒磨損的金剛石濃度，因此鉆頭胎體磨損量較大。當(dāng)鉆頭胎體中合金與金剛石包鑲合金形成非均質(zhì)化胎體結(jié)構(gòu)時(shí)，遠(yuǎn)離金剛石顆粒的合金易磨損，包鑲金剛石顆粒的合金難磨損，金剛石顆粒在包鑲合金內(nèi)始終具有較好的包鑲效果，保證了金剛石始終具有較高的出刃，同時(shí)金剛石顆粒包鑲合金改變了與胎體合金的結(jié)合界面，形成了一定的冶金結(jié)合，金剛石脫落的速度也將減慢，因此胎體材料的磨損量減小。含有復(fù)合電鍍Ni-Co-SiC 基金剛石顆粒的鉆頭胎體磨損量最小，這是由于SiC 微粉的加入進(jìn)一步強(qiáng)化了單顆金剛石的性能，減小了單顆金剛石被破壞的概率，保證了磨粒磨損的高效碎巖時(shí)間。

在鉆頭胎體摩擦磨損試驗(yàn)后對某顆復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒做了能譜分析，如圖5 所示。由圖5 能譜分析可知，該金剛石表面含有15.56%(原子分?jǐn)?shù)，下同)的Si 元素，說明已出刃金剛石表面的SiC 微粒尚未脫落，C 原子的原子分?jǐn)?shù)僅為29.00%，說明金剛石顆粒表面金屬化程度較高，復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒與鉆頭胎體合金結(jié)合處形成了局部較硬的非均質(zhì)化胎體結(jié)構(gòu)。

圖5 胎體材料能譜分析Fig.5 Energy spectrum analysis of matrix materials

2.5 強(qiáng)化金剛石顆粒的工作狀態(tài)

對摩擦磨損試驗(yàn)的胎體進(jìn)行了磨痕形貌分析，在電子顯微鏡下拉槽形貌如圖6 所示。

圖6 金剛石在鉆頭胎體中的出露狀態(tài)Fig.6 Appearance of a diamond in a drill head

隨著與花崗巖對磨時(shí)間的延長，金剛石的出刃高度不一致，磨粒磨損條件下會產(chǎn)生不同形貌的拉槽和犁溝，同等鉆壓條件下金剛石的出刃越高，切削巖石時(shí)的壓入深度越深，會產(chǎn)生較深的拉槽，碎巖效果則越好。原料金剛石顆粒在與胎體合金燒結(jié)過程中，由于金剛石的碳鏈結(jié)構(gòu)使得其與合金金屬的潤濕角大，胎體合金熔融狀態(tài)下包鑲金剛石的體積較小，在碎巖過程中形成的磨痕會呈現(xiàn)窄且短的三角形拉槽，原料金剛石表面僅存的少量金屬磨損即會導(dǎo)致金剛石脫落，因此鉆頭出刃高度不高、壽命較短。

金剛石破碎形貌如圖7。可見，在掃描電鏡形貌分析中發(fā)現(xiàn)部分未添加SiC 硬質(zhì)相強(qiáng)化的金剛石顆粒出現(xiàn)了破碎的情況，破碎金剛石的出刃量較小，產(chǎn)生的拉槽和犁溝較淺，黏著磨損變多，會減少金剛石鉆頭的碎巖效率，而鉆頭胎體中含有復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒將大幅減小金剛石破碎的幾率。

圖7 金剛石破碎形貌Fig.7 Diamond crushing morphology

復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石顆粒在鉆頭胎體上的出刃高度的激光共聚焦表面形貌如圖8 所示。經(jīng)過復(fù)合電鍍處理金剛石顆粒強(qiáng)化金屬鍍層及SiC 硬質(zhì)相磨料較厚，當(dāng)金剛石鉆頭在熱壓燒結(jié)時(shí)，金剛石表面復(fù)合電鍍層與胎體金屬粉末冶金結(jié)合，減小了金剛石與熔融金屬之間的潤濕角，金剛石正常出刃情況下，尾部會帶有較長的蝌蚪狀支撐，與花崗巖磨粒磨損過程中，隨著包鑲金剛石的胎體合金緩慢磨損，合金包鑲的金剛石顆粒呈現(xiàn)緩慢出刃過程而不會立即脫落，保證了金剛石鉆頭的長時(shí)間高效碎巖和長壽命。在金剛石顆粒周圍水平距離36 nm 范圍內(nèi)，高度差68.5 nm，金剛石顆粒的出刃是一個(gè)緩慢出露的過程，結(jié)合界面處，與胎體合金金屬形成一個(gè)寬廣的臺階(高度呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢)，金剛石胎體材料在HV1000A 顯微硬度計(jì)下測試，金剛石鍍鎳層硬度為220 HV，而復(fù)合電鍍強(qiáng)化后Ni-Co-SiC達(dá)到810 HV，而SiC 硬質(zhì)相顆粒的硬度更高。金剛石表面分布的硬質(zhì)相與胎體金屬粘結(jié)致密構(gòu)成了局部硬度和研磨性較高的非均質(zhì)胎體結(jié)構(gòu)。

圖8 金剛石出刃高度分析Fig.8 Diamond edge height analysis

3 結(jié) 論

(1)通過優(yōu)化化學(xué)鍍工藝和復(fù)合電鍍工藝獲得的強(qiáng)化金屬鍍層與金剛石顆粒粘結(jié)致密，強(qiáng)化復(fù)合鍍層的外觀平整、棱角清晰，鍍層表面無大節(jié)瘤分布，金剛石顆粒之間無粘連；金剛石原料的Ti 值為93.8%，添加SiC 微粒的復(fù)合電鍍強(qiáng)化改性后，金剛石顆?？箾_擊性能提高至97.8%。

(2)復(fù)合電鍍的Ni-Co-SiC 基強(qiáng)化金屬鍍層可改變金剛石表面特性，有效提高金剛石表面潤濕性，形成金剛石與胎體材料非均質(zhì)化的結(jié)合界面，提高了鉆頭非均質(zhì)胎體對強(qiáng)化金剛石顆粒的包鑲能力，金剛石出刃高度變高。

(3)復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石表面形成具有硬質(zhì)相分布的非均質(zhì)胎體材料結(jié)構(gòu)，鉆頭胎體硬度呈現(xiàn)階梯分布，保證鉆頭碎巖過程中不會因單顆粒出刃較高而過早脫落，復(fù)合電鍍強(qiáng)化金剛石提高了單顆沖擊性能，減少金剛石因單顆載荷過大而破碎幾率，金剛石鉆頭的綜合性能提高。