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聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)因其具有优异的力学和化学性能,如强度高、韧性好及抗腐蚀性能好,而被广泛用来制造超硬刀具、地质深井及太空钻头。刀具及钻头在服役的过程中不可避免会受到热的作用,主要为摩擦热及环境热,为此研究PDC热损伤机制以及热损伤对其摩擦磨损性能影响具有十分重要的意义。本实验首先采用SX-8-10型电阻加热马弗炉对PDC进行空气及真空不同温度热处理,研究PDC在空气和真空热环境下的微观结构变化及热损伤机制;接着采用TRN型号CSM摩擦磨损试验机进行氮化硅球(Si3N4球)对磨空气和真空不同热损伤程度PDC试样的摩擦磨损实验,研究表界面的摩擦特性及磨损机制。结果表明:(1)500℃空气和真空热处理后PDC样品表面出现大量剥落坑,其热损伤机制为应力诱导剥落机制。空气800℃热处理PDC的热损伤机制是石墨化、氧化、微裂纹共同组成的损伤机制,真空条件下则仍然是应力诱导剥落机制。空气900℃热处理PDC表面只留下枝晶状的Co3O4,真空条件下PDC表面则出现大量裂纹,其热损伤机制为应力诱导裂纹及金刚石颗粒剥落机制。(2)细小金刚石颗粒拔出及磨粒作用使得200℃空气热损伤PDC以及Si3N4球磨损严重,其摩擦系数主要由金刚石颗粒诱导转移膜机制控制。300~600℃空气热损伤PDC对磨Si3N4球,其摩擦系数主要由金刚石颗粒诱导转移膜机制控制,细小金刚石颗粒越多转移膜越多,摩擦系数越低;但PDC以及Si3N4球磨损量则呈相反趋势。600℃以上空气热损伤PDC对磨Si3N4球,其摩擦系数由表面粗糙度、金刚石表层石墨化及少部分金刚石颗粒诱导转移膜机制共同控制,PDC几乎无磨损,Si3N4球磨损量由PDC表面粗糙度和少量的剥落细小金刚石颗粒共同决定。(3)200℃真空热损伤PDC对磨Si3N4球,PDC以及Si3N4球都具有最严重的磨损,然而摩擦系数却最低,其摩擦系数主要由金刚石颗粒诱导转移膜机制控制。300~800℃真空热损伤PDC对磨Si3N4球,随着热处理温度升高,PDC以及Si3N4球的磨损都呈现减弱趋势,摩擦系数呈现上升趋势。