sm_banner

nyheter

Polycrystalline Diamond Compact (PDC) kuttere

Diamant er det vanskeligste materialet som er kjent. Denne hardheten gir den overlegne egenskaper for skjæring av annet materiale. PDC er ekstremt viktig for boring, fordi den samler små, billige, menneskeskapte diamanter til relativt store, sammenvokste masser av tilfeldig orienterte krystaller som kan formes til nyttige former som kalles diamantbord. Diamantbord er den delen av en kutter som kommer i kontakt med en formasjon. Foruten hardheten har PDC-diamantbord en viktig egenskap for borekutter: De binder seg effektivt med wolframkarbidmaterialer som kan loddes (festes) til borkroppene. Diamanter i seg selv vil ikke binde seg sammen, og de kan heller ikke festes ved lodding.

Syntetisk diamant

Diamantkorn brukes ofte til å beskrive små korn (.000.00004 in.) Av syntetisk diamant som brukes som nøkkelråmaterialet for PDC-kuttere. Når det gjelder kjemikalier og egenskaper, er menneskeskapt diamant identisk med naturlig diamant. Å lage diamantkorn innebærer en kjemisk enkel prosess: vanlig karbon oppvarmes under ekstremt høyt trykk og temperatur. I praksis er det imidlertid langt fra enkelt å lage diamanter.

Individuelle diamantkrystaller i diamantkorn er forskjellige orientert. Dette gjør materialet sterkt, skarpt, og på grunn av hardheten til den innesluttede diamanten er det ekstremt slitesterkt. Faktisk fungerer den tilfeldige strukturen som finnes i limt syntetisk diamant bedre i skjæring enn naturlige diamanter, fordi naturlige diamanter er kubiske krystaller som lett sprekker langs deres ordnede, krystallinske grenser.

Diamantkorn er imidlertid mindre stabilt ved høye temperaturer enn naturlig diamant. Fordi metallkatalysator fanget i kornstrukturen har en høyere termisk ekspansjonshastighet enn diamant, plasserer differensiell ekspansjon diamant-til-diamantbindinger under skjæring, og forårsaker svikt hvis belastningen er høy nok. Hvis obligasjoner mislykkes, går diamanter raskt tapt, så PDC mister hardheten og skarpheten og blir ineffektiv. For å forhindre en slik feil må PDC-kuttere kjøles tilstrekkelig under boring.

Diamantbord

For å produsere et diamantbord sintres diamantkorn med wolframkarbid og metallbindemiddel for å danne et diamantrikt lag. De er vafellignende, og de bør gjøres så tykke som strukturelt mulig, fordi diamantvolumet øker levetiden. Diamantbord av høyeste kvalitet er to2 til 4 mm, og teknologiske fremskritt vil øke diamantbordtykkelsen. Wolframkarbidunderlag er normalt ~ 0,5 cm høye og har samme tverrsnittsform og dimensjoner som diamantbordet. De to delene, diamantbord og underlag, utgjør en kutter (fig. 4).

Å danne PDC til nyttige former for kuttere innebærer å plassere diamantkorn sammen med substratet i en trykkbeholder og deretter sintre ved høy varme og trykk.

PDC-kuttere kan ikke la seg overstige temperaturer på 750 ° C [1 382 ° F]. Overdreven varme gir rask slitasje, fordi differensiell termisk utvidelse mellom bindemiddel og diamant har en tendens til å bryte de inngrodde diamantkornkrystallene i diamantbordet. Forbindelsesstyrker mellom diamantbordet og volframkarbidsubstrat er også i fare ved differensiell termisk ekspansjon.


Innleggstid: Apr-08-2021