Termika eluziĝo kaj kobalta forigo de PDC

I. Termika eluziĝo kaj kobalta forigo de PDC

En la alta premo sinteriga procezo de PDC, kobalto funkcias kiel katalizilo por antaŭenigi la rektan kombinaĵon de diamanto kaj diamanto, kaj igi la diamantan tavolon kaj tungstenan karburan matricon tuton, rezultigante PDC -tranĉadon

Diamantoj varmo -rezisto estas sufiĉe limigita. Sub atmosfera premo, la surfaco de diamanto povas transformiĝi ĉe temperaturoj ĉirkaŭ 900 ℃ aŭ pli. Dum uzo, tradiciaj PDCoj emas degradiĝi je ĉirkaŭ 750 ℃. Kiam borado tra malmolaj kaj abrazivaj rokaj tavoloj, PDCoj povas facile atingi ĉi tiun temperaturon pro frikcia varmego, kaj la tuja temperaturo (t.e., lokalizita temperaturo ĉe la mikroskopa nivelo) povas esti eĉ pli alta, multe superante la fandpunkton de kobalto (1495 ° C).

Kompare kun pura diamanto, pro la ĉeesto de kobalto, diamanto konvertiĝas al grafito ĉe pli malaltaj temperaturoj. Rezulte, eluziĝo sur diamanto estas kaŭzita de la grafitizado rezultanta el lokalizita frikcia varmego. Aldone, la termika ekspansia koeficiento de kobalto estas multe pli alta ol tiu de diamanto, do dum hejtado, la ligado inter diamantaj grajnoj povas esti interrompita per la ekspansio de kobalto.

En 1983, du esploristoj plenumis diamantan forigan traktadon sur la surfaco de normaj PDC -diamantaj tavoloj, signife plibonigante la agadon de PDC -dentoj. Tamen ĉi tiu invento ne ricevis la atenton, kiun ĝi meritis. Ne estis post 2000, ke kun pli profunda kompreno de PDC -diamantaj tavoloj, borilaj provizantoj komencis apliki ĉi tiun teknologion al PDC -dentoj uzataj en roka borado. Dentoj traktitaj per ĉi tiu metodo taŭgas por tre abrazivaj formacioj kun signifa termika mekanika eluziĝo kaj estas ofte nomataj "de-kobaltaj" dentoj.

La tiel nomata "de-kobalto" estas farita laŭ la tradicia maniero fari PDC, kaj tiam la surfaco de ĝia diamanta tavolo estas trempita en forta acido por forigi la kobaltan fazon tra la acida akva procezo. La profundo de kobalta forigo povas atingi ĉirkaŭ 200 mikronojn.

Peza deĵora eluziĝo estis farita sur du identaj PDC-dentoj (unu el kiuj suferis kobaltan forigan traktadon sur la diamanta tavolo-surfaco). Post tranĉado de 5000m da granito, oni trovis, ke la eluziĝo de la ne-kobalt-forigita PDC komencis pliiĝi akre. En kontrasto, la kobalt-forigita PDC subtenis relative stabilan tranĉan rapidecon dum tranĉado de proksimume 15000m da roko.

2. Detekta metodo de PDC

Ekzistas du specoj de metodoj por detekti PDC-dentojn, nome detruan testadon kaj ne-detruan testadon.

1. Detrua testado

Ĉi tiuj provoj celas simuli malsuprenirajn kondiĉojn kiel eble plej realisme por taksi la agadon de tranĉado de dentoj en tiaj kondiĉoj. La du ĉefaj formoj de detrua testado estas testaj rezistaj provoj kaj efikaj rezistaj provoj.

(1) Porti rezistan teston

Tri specoj de ekipaĵo estas uzataj por plenumi provojn de PDC -eluziĝo:

A. vertikala tornilo (VTL)

Dum la testo, unue riparu la PDC -biton al la VTL -tornilo kaj metu rokan specimenon (kutime graniton) apud la PDC -bito. Poste turnu la rokan specimenon ĉirkaŭ la tornilo akso je certa rapideco. La PDC -bito tranĉas en la rokan specimenon kun specifa profundo. Kiam vi uzas graniton por testado, ĉi tiu tranĉa profundo estas ĝenerale malpli ol 1 mm. Ĉi tiu provo povas esti aŭ seka aŭ malseka. En "Seka VTL -Testado", kiam la PDC -bito tranĉas tra la roko, neniu malvarmigo estas aplikata; La tuta frikcia varmego generita eniras la PDC, akcelante la grafikan procezon de la diamanto. Ĉi tiu testmetodo donas bonegajn rezultojn dum taksado de PDC -bitoj en kondiĉoj postulantaj altan boradan premon aŭ altan rotacian rapidecon.

La "malseka VTL -testo" detektas la vivon de PDC en moderaj hejtadaj kondiĉoj malvarmigante la PDC -dentojn per akvo aŭ aero dum provado. Tial la ĉefa eluziĝo de ĉi tiu provo estas la muelado de la roka specimeno prefere ol la hejtada faktoro.

B, horizontala tornilo

Ĉi tiu provo ankaŭ efektiviĝas kun granito, kaj la principo de la testo estas esence la sama kiel VTL. La prova tempo estas nur kelkaj minutoj, kaj la termika ŝoko inter granito kaj PDC -dentoj estas tre limigita.

La granitaj testaj parametroj uzataj de PDC -ilaroj varias. Ekzemple, la testaj parametroj uzataj de Sinteza Korporacio kaj DI -Kompanio en Usono ne estas ĝuste la samaj, sed ili uzas la saman granitan materialon por siaj provoj, malglata ĝis mezgrada polikristala roko kun tre malmulta poroseco kaj kunprema forto de 190mPa.

C. Abrasion Ratio Mezura instrumento

Sub la specifitaj kondiĉoj, la diamanta tavolo de PDC estas uzata por tondi silician karburan muelitan radon, kaj la rilatumo de la eluziĝo de muelanta rado kaj la eluziĝo de PDC estas prenita kiel la eluziĝa indekso de PDC, kiu estas nomata eluziĝo.

(2) Test -rezista testo

La metodo por efika testado implikas instali PDC-dentojn ĉe angulo de 15-25 gradoj kaj poste faligi objekton de certa alteco por bati la diamantan tavolon sur la PDC-dentojn vertikale. La pezo kaj alteco de la falanta objekto indikas la efikan energian nivelon spertitan de la testo -dento, kiu povas iom post iom pliigi ĝis 100 joules. Ĉiu dento povas esti trafita 3-7 fojojn ĝis ĝi ne plu povas esti provita. Ĝenerale, almenaŭ 10 specimenoj de ĉiu speco de dento estas testitaj ĉe ĉiu energia nivelo. Ĉar ekzistas gamo en la rezisto de dentoj por trafi, la testrezultoj ĉe ĉiu energia nivelo estas la averaĝa areo de diamanta ŝprucado post efiko por ĉiu dento.

2. Ne-detrua testado

La plej uzata ne-detrua testtekniko (krom vida kaj mikroskopa inspektado) estas ultrasona skanado (CSCAN).

C -skana teknologio povas detekti malgrandajn difektojn kaj determini la lokon kaj grandecon de difektoj. Kiam vi faras ĉi tiun teston, unue metu la PDC -denton en akvokonduktilon, kaj poste skuu per ultrasona sondilo;

Ĉi tiu artikolo estas represita de "Internacia metallabora reto“