深圳市海明润超硬材料股份有限公司,成立于2000年8月,国家高新技术企业。公司主导产品为石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴。经营场地面积15000多平米。目前深圳公司具有年产各种规格石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴等超硬材料产品200万件以上的生产能力。2008年在黑龙江建立了哈尔滨海明润超硬材料有限公司全资子公司，占地4万平米。目前已建成年产200万片金刚石复合片生产线。

　　公司先后建立了绩效管理体系、流程管理体系、财务预算管理、ERP系统管理及生产执行信息化管理MES系统。公司通过先进的管理体系建设规范公司管理,保证产品质量及服务质量。在2010年被认定为“国家级高新技术企业”。于2013年与世界四大石油技术服务企业之一的一家美国公司建立了“全球战略合作伙伴”关系。

　　金刚石复合片海明润创造了具有自主知识产权的核心技术，形成了具有自身特点的技术体系。公司拥有一支实力较强的研发队伍，研发硬件和检测分析手段已达到国际先进水平。

　　海明润生产的金刚石复合片出口销往美国、加拿大、俄罗斯、欧洲等国家和地区，并被国内各大油田和大型钻头厂长期选用，以国内领先的高品质，高稳定性，高性价比为主要特色而树立了良好的海明润品牌形象。

　　海明润金刚石复合片始终把产品质量看作生命线，在工作中遵循“勤恳做事、踏实做人，认真对待每一个细节”的企业精神。目前金刚石复合片公司已通过ISO9001:2008质量管理体系、ISO14000:2004环境管理体系及OHSAS18001:2007职业健康安全管理体系认证。

金刚石复合片公司注重引进优秀技术人才，研究目标始终对准国际先进水平，已获得一批拥有独立知识产权的专利技术，为公司长期可持续发展打下坚实基础。目前已获得7项发明专利和11项实用新型专利1项外观专利，专利申请数量一直在快速增长。拥有先进的研发硬件实力，现有扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)、X射线物相分(XRD)、定量金相显微镜、超声波无损探伤检测仪(C扫描)、抗冲击测定仪、大型磨耗比检测立式数控车床(VTL)等先进的检测设备。金刚石复合片

联系电话：18102283661 赵经理    金刚石复合片

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1 PDC 发展简史

人们对制造聚晶金刚石 ( Po lycrystalline D ia2 mond) 的设想大概来源于对天然“卡布纳多”(Ca r2 bonado ) 金刚石的认识, 这种金刚石由无数微小的金刚石颗粒组成, 含有少量的杂质, 颗粒呈无序排列、无解理面, 具有很高的硬度、强度和耐磨性, 在自然界很稀少。从上世纪60 年代起美国与苏联的科学家就尝试人工合成“卡布纳多”, 1964 年GE  公司的D elai 首次申请了以某些金属添加剂使金刚石与金刚石之间产生直接结合的美国专利, 1966 年 D e Beers 的B la in ley 等人提出用亲和性金属为结合剂的金刚石聚结体, 1967 年前后苏联的斯拉乌季契-  金刚石与硬质合金的混合烧结体以及由石墨相变聚结的人造巴拉斯和人造卡布纳多的报告相继发表, 1970 年美国的H all 和Strom berg 完成烧结金刚石的试验, 1971 年katzm an 公布金刚石微粒通过钴融熔再结晶聚结的报告。1971 年GE 公司发明了由硬质合金支撑的聚晶金刚石复合片(PDC ) , 1972～ 1973 年正式用于商品化生产, 起初应用于机械加工刀具, 其商品名称为Compax, 1976 年GE 公司正式向市场提供名为Strat2 apax 的石油、地质钻头专用系列产品, 1981 年该产品获美国近海技术工程特别有功奖。30 多年来PDC 在诸多应用领域的卓越表现证明: GE 公司最先研制成功的PDC 是材料科学领域具有划时代意义的发明。英国D e Bees 公司晚于GE 公司5 年直到1977 年才研制成功适合于机械加工用的PDC —— Syndite, 1983 年才向市场出售石油、地质钻头专用系列PDC 产品Syndrill。美国合成公司于1983 年才进入PDC 市场, 1991 年其重点在钻井市场试验与推销其产品, 经过卓有成效的研发工作及坚持不懈的努力, 使其产品的耐磨性, 抗冲击性大为提高, 从而使该公司于1997 年成为了钻井PDC 市场份额的领先者。另外美国梅加金刚石公司(M ega D iamoned)、N ovatek、丹尼斯工具(D enn is Too l) 以及凤凰晶体公司(Phoen ix C rystal) 也分别向钻头公司及其他钻井工具服务公司或一些定向的终端用户提供PDC、牙轮钻头专用的一些异形PDC 齿及轴承用PDC。如今世界上钻井用高品质PDC 的主要供货商是合成公司D I(D iamond Innova2 t io n s 即原来的GE 公司) , E 6 (E lem en t 6 即原来的D e Beers) 公司, 其次是梅加金刚石公司等。

我国郑州三磨所1965～ 1975 年间研制聚晶人造金刚石, 这是一种用硅为主, 镍为辅作为结合剂的金刚石烧结体, 其结合相为Β—S ic 与N i—Si 合金, 相对以钴作结合剂的聚晶金刚石而言, 其耐热性高, 但耐磨性、抗冲击性低, 其产品通常称之为热稳定性聚晶金刚石(T SP) , 这类产品 1975～ 1990 年间在国内曾大量应用于石油、天然气钻井及煤田地质、矿山勘探的表镶钻头, 以之取代大颗粒天然金刚石。从上世纪80 年代初起石油大学蔡镜仑教授及大港油田钻井研究所等从事钻井研究及钻头制造的专家及机构就呼吁国内超硬材料行业尽快开发出PDC, 因此郑州三磨所、北京钻探工具厂、上海硅酸盐研究所等单位组织了相关科技攻关。郑州三磨所于1986 年接受机械委科技司的攻关项目与资金资助, 经一年多的试验研究, 于1987 年完成了预定的研究目标。1988 年郑州三磨所邀请人造金刚石之父——H all 教授( 从GE 退休, 并组建了梅加金刚石公司) 来郑讲学, 笔者有幸与他一起进行了为期10 天的PDC 试验, 受益匪浅。1990 年郑州三磨所在高新区合资建立了郑州新亚复合超硬材料有限公司, 于 1992 年开始工业化生产PDC、PcBN (立方氮化硼复合片) 及其刀具。大概与此同期, 深圳兆丰达公司从美国合成公司、江汉钻头厂从美国凤凰晶体公司分别引进了制造PDC 的设备与技术, 随后从新亚、兆丰达、江汉钻头厂技术扩散而形成的PDC 生产企业近十家, 但目前新亚的生产规模在国内是最大的, 与国际同行相比, 大概仅次于U SS 公司、D I 公司与E 6 公司, 处于第四位, 生产的PDC 虽约一半销往国际市场, 使我国石油、天然气钻井钻头及

煤田勘探、坑道工程钻头所用的PDC 国产化率达到80% 以上, 大大促进了我国能源工业的发展与技术进步。

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1 PDC 的创新与质量控制

根据钻头使用中所暴露的PDC 性能上的不足及钻进硬地层、夹层等难钻地层的新要求, 几十年来, 人们对PDC 改进的研究从未停止过, 归纳起来有以下的创新成果:

(1) 非平面界面的PDC 20 世纪 80 年代初期, PDC 在使用中经常出现金刚石层从硬质合金衬底上脱落( 即分层) 或碎裂的现象, 导致钻头过早失效。1984 年Stratab it 公司推出了齿槽相间的爪型结合界

面的PDC, 金刚石层与硬质合金层相互啮合, 有效降低了因金刚石层与硬质合金层热膨胀系数不同而产生的残余应力, 基本解决了残余应力所引起的分层, 有效地提高了PDC 抗冲击与抗疲劳强度。

通过计算机对PDC 的有限元三维应力计算, 近几年又成功推出一种环爪型界面的PDC, 即金刚石层圆周上有一个宽 1mm 左右、相对于中心区域的金刚石层厚度要厚1～ 3mm 的环形区域, 这不仅进一步改善了金刚石边缘的应力分布、降低了应力值, 同时也增加了其耐磨性与抗冲击性。

现在钻头用PDC 几乎全部采用了非平面界面的结构, 但每个制造商的齿槽形状与尺寸各不相同。

(2) 金刚石层倒角的PDC 1995 年由休斯公司首先提出的金刚石层倒角技术, 现在已经在钻头用PDC 上得到了推广, 倒角大小可根据地层情况的不同进行选择, 一般为0.  2～ 0.  5mm ×45°, 采用这种技术钻进时PDC 的抗破损能力提高100% , 在非均质地层(夹层) 钻进时效果尤其显著, 明显提高了钻头的耐用度及总进尺。

(3) 金刚石表面抛光的PDC 1995 年由休斯公司推出的又一项创新是抛光钻头用PDC 的金刚石表面, 如同刀具用PDC 必须抛光其金刚石表面一样, 抛光后的PDC 可明显减少钻进地层时与地层的摩擦, 有利于排屑与减少热损, 提高进尺速度, 这一技术现已被广泛地采用。

(4) 多层金刚石层的PDC 一般PDC 的金刚石层是采用相同金刚石粒度组成的单层, 所谓的多层是金刚石层的表层为相对较细粒度的金刚石, 下层即与硬质合金层接触层采用相对较粗粒度的金刚石, 这种PDC 的表层更耐磨, 而下层更耐冲击, 上世纪90 年代这种多层金刚石层的PDC 已成为标准品种。

( 5) 金刚石层表层耐热的 PDC  近年来瑞特(R eed) 公司推出了一种将金刚石表层去钴的PDC, 表层剩余金刚石—金刚石结合的骨架, 这种创新的PDC 2T rex 由于金刚石表层去钴而耐热性提高, 在钻进硬地层时能有效防止热损引起的金刚石碳化, 减少PDC 磨损与磨钝, 实践证明这种T rex 2PDC 钻头在钻进深井硬地层时的进尺速度与总进尺有显著提高。

(6) 金刚石层更厚的PDC 早期PDC 的金刚石层厚仅 0. 5mm , 其抗磨损能力弱、耐用度低, 上世纪80 年代后各PDC 制造公司都分别增加了金刚石的体积, 金刚石层从1mm 扩大到2mm , 甚至4mm , 明显地提高了PDC 的耐磨性, 使用其制造的钻头, 对于强磨蚀性地层如致密的泥沙岩、胶质沙岩的钻井特别有

利, 但对于钻进硬地层, 太厚的金刚石层虽然耐磨, 出刃性却不佳、进尺速度慢, 不宜采用。

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深圳市海明润超硬材料股份有限公司,成立于2000年8月,国家高新技术企业。公司主导产品为石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴。经营场地面积15000多平米。目前深圳公司具有年产各种规格石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴等超硬材料产品200万件以上的生产能力。2008年在黑龙江建立了哈尔滨海明润超硬材料有限公司全资子公司，占地4万平米。目前已建成年产200万片金刚石复合片生产线。