sm_banner

nyheder

Polycrystalline diamant kompakt (PDC) fræsere

Diamant er det hårdeste materiale, der er kendt. Denne hårdhed giver den overlegne egenskaber til skæring af ethvert andet materiale. PDC er ekstremt vigtig for boring, fordi den samler små, billige, menneskeskabte diamanter til relativt store, indgroede masser af tilfældigt orienterede krystaller, der kan formes til nyttige former kaldet diamantborde. Diamantborde er den del af en fræser, der kontakter en formation. Udover deres hårdhed har PDC-diamantborde en væsentlig egenskab for boreskærere: De binder effektivt med wolframcarbidmaterialer, der kan loddes (fastgøres) til bitlegemer. Diamanter i sig selv vil ikke binde sammen, og de kan heller ikke fastgøres ved lodning.

Syntetisk diamant

Diamantkorn bruges ofte til at beskrive små korn af syntetisk diamant brugt som nøgleråmaterialet til PDC-fræsere. Med hensyn til kemikalier og egenskaber er menneskeskabt diamant identisk med naturlig diamant. Fremstilling af diamantkorn involverer en kemisk enkel proces: almindeligt kulstof opvarmes under ekstremt højt tryk og temperatur. I praksis er det imidlertid langt fra let at fremstille diamanter.

Individuelle diamantkrystaller indeholdt i diamantkorn er forskelligt orienterede. Dette gør materialet stærkt, skarpt og ekstremt slidstærkt på grund af den indeholdte diamants hårdhed. Faktisk fungerer den tilfældige struktur, der findes i bundet syntetisk diamant, bedre i forskydning end naturlige diamanter, fordi naturlige diamanter er kubiske krystaller, der let knækker langs deres ordnede, krystallinske grænser.

Diamantkorn er dog mindre stabil ved høje temperaturer end naturlig diamant. Fordi metallisk katalysator fanget i kornstrukturen har en højere grad af termisk ekspansion end diamant, placerer differentiel ekspansion diamant-til-diamantbindinger under forskydning og forårsager svigt, hvis belastningerne er høje nok. Hvis obligationer mislykkes, går diamanter hurtigt tabt, så PDC mister sin hårdhed og skarphed og bliver ineffektiv. For at forhindre en sådan fejl skal PDC-fræsere afkøles tilstrækkeligt under boringen.

Diamantborde

For at fremstille et diamantbord sintres diamantkorn med wolframcarbid og metallisk bindemiddel for at danne et diamantrig lag. De er vafellignende, og de skal gøres så tykke som muligt strukturelt, fordi diamantvolumen øger slidlevetiden. Diamantborde af højeste kvalitet er to2 til 4 mm, og teknologiske fremskridt øger diamantbordtykkelsen. Wolframcarbidsubstrater er normalt ~ 0,5 cm høje og har samme tværsnitsform og dimensioner som diamantbordet. De to dele, diamantbord og underlag, udgør en fræser (fig. 4).

Formning af PDC til nyttige former til fræsere involverer anbringelse af diamantkorn sammen med dets substrat i en trykbeholder og derefter sintring ved høj varme og tryk.

PDC-fræsere må ikke overstige temperaturer på 750 ° C [1.382 ° F]. Overdreven varme producerer hurtigt slid, fordi forskellig termisk ekspansion mellem bindemiddel og diamant har tendens til at bryde de indgroede diamantkornkrystaller i diamantbordet. Bindestyrker mellem diamantbordet og wolframcarbidsubstratet bringes også i fare ved differentiel termisk ekspansion.


Indlægstid: Apr-08-2021