PDC-ийн дулааны элэгдэл ба кобальтыг зайлуулах

I. PDC-ийн дулааны элэгдэл ба кобальтыг зайлуулах

PDC-ийн өндөр даралтын синтеринг хийх явцад кобальт нь алмаз ба алмазын шууд хослолыг дэмжих катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд алмазын давхарга болон вольфрамын карбидын матрицыг бүхэлд нь болгодог бөгөөд үүний үр дүнд PDC нь өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, газрын тосны талбайн геологийн өрөмдлөгт тохиромжтой зүсэх шүдийг бий болгодог.

Алмазны халуунд тэсвэртэй байдал нэлээд хязгаарлагдмал. Агаар мандлын даралтын дор алмазын гадаргуу нь ойролцоогоор 900 ℃ ба түүнээс дээш температурт өөрчлөгдөж болно. Ашиглалтын явцад уламжлалт PDC нь ойролцоогоор 750 ℃ температурт мууддаг. Хатуу ба зүлгүүрийн чулуулгийн давхаргыг өрөмдөх үед PDC нь үрэлтийн дулааны улмаас ийм температурт амархан хүрч чаддаг бөгөөд агшин зуурын температур (өөрөөр хэлбэл микроскопийн түвшинд орон нутгийн температур) нь кобальт хайлах цэгээс (1495 ° C) хамаагүй өндөр байж болно.

Цэвэр алмазтай харьцуулахад кобальт агуулагддаг тул бага температурт алмаз бал чулуу болж хувирдаг. Үүний үр дүнд алмазны элэгдэл нь орон нутгийн үрэлтийн дулааны үр дүнд үүссэн графитжилтаас үүдэлтэй. Нэмж дурдахад кобальтын дулааны тэлэлтийн коэффициент нь алмазынхаас хамаагүй өндөр байдаг тул халаах явцад кобальтын тэлэлтийн улмаас алмазын ширхэг хоорондын холбоо тасарч болно.

1983 онд хоёр судлаач стандарт PDC алмазан давхаргын гадаргуу дээр алмааз арилгах эмчилгээг хийж, PDC шүдний гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулсан. Гэсэн хэдий ч энэ шинэ бүтээл зохих анхаарал хандуулж чадаагүй юм. 2000 оноос хойш өрөмдлөгийн нийлүүлэгчид PDC алмазан давхаргын талаар илүү гүнзгий ойлголттой болсноор чулуулгийн өрөмдлөгт ашигладаг PDC шүдэнд энэ технологийг ашиглаж эхэлсэн. Энэ аргаар эмчилсэн шүд нь дулааны механик элэгдэл ихтэй, өндөр зүлгүүрийн тогтоцод тохиромжтой бөгөөд үүнийг ихэвчлэн "кобальтжуулсан" шүд гэж нэрлэдэг.

"Де-кобальт" гэж нэрлэгддэг бодисыг уламжлалт аргаар PDC хийж, дараа нь алмазан давхаргын гадаргууг хүчтэй хүчилд дүрж, хүчиллэг сийлбэр хийх замаар кобальт фазыг арилгадаг. Кобальтыг зайлуулах гүн нь ойролцоогоор 200 микрон хүрч болно.

Хүнд даацын элэгдлийн туршилтыг хоёр ижил PDC шүд (нэг нь алмазан давхаргын гадаргуу дээр кобальт арилгах эмчилгээ хийлгэсэн) дээр хийсэн. 5000м боржин чулууг огтолсны дараа кобальт арилгаагүй PDC-ийн элэгдлийн хэмжээ эрс нэмэгдэж эхэлсэн нь тогтоогджээ. Үүний эсрэгээр кобальтыг зайлуулсан PDC нь ойролцоогоор 15000м чулуулгийг огтлохын зэрэгцээ харьцангуй тогтвортой зүсэлтийн хурдыг хадгалж байсан.

2. PDC илрүүлэх арга

PDC шүдийг илрүүлэх хоёр төрлийн арга байдаг, тухайлбал эвдэх сорил, үл эвдэх сорил.

1. Хор хөнөөлтэй туршилт

Эдгээр туршилтууд нь цооногийн нөхцөлийг аль болох бодитойгоор загварчлан, ийм нөхцөлд шүд зүсэх ажиллагааг үнэлэх зорилготой юм. Эвдрэлийн туршилтын хоёр үндсэн хэлбэр нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт ба нөлөөллийн эсэргүүцлийн туршилт юм.

(1) Элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт

PDC элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт хийхэд гурван төрлийн төхөөрөмжийг ашигладаг.

A. Босоо токарь (VTL)

Туршилтын явцад эхлээд PDC битийг VTL токарь дээр бэхлээд PDC битийн хажууд чулуулгийн дээж (ихэвчлэн боржин чулуу) байрлуулна. Дараа нь чулуулгийн дээжийг токарийн тэнхлэгийн эргэн тойронд тодорхой хурдтайгаар эргүүлнэ. PDC бит нь тодорхой гүнтэй чулуулгийн дээжийг зүсдэг. Туршилтанд боржин чулууг ашиглах үед энэ зүсэлтийн гүн нь ерөнхийдөө 1 мм-ээс бага байдаг. Энэ туршилт нь хуурай эсвэл нойтон байж болно. "Хуурай VTL туршилт"-д PDC бит чулуулгийг огтлох үед хөргөлт хийхгүй; үүссэн бүх үрэлтийн дулаан нь PDC-д орж, алмазыг графитжуулах процессыг хурдасгадаг. Энэхүү туршилтын арга нь өрөмдлөгийн өндөр даралт эсвэл өндөр эргэлтийн хурд шаарддаг нөхцөлд PDC битүүдийг үнэлэхэд маш сайн үр дүнг өгдөг.

"Нойтон VTL тест" нь туршилтын явцад PDC шүдийг ус эсвэл агаараар хөргөх замаар дунд зэргийн халаалтын нөхцөлд PDC-ийн ашиглалтын хугацааг тодорхойлдог. Тиймээс энэ туршилтын гол элэгдлийн эх үүсвэр нь халаалтын хүчин зүйлээс илүүтэйгээр чулуулгийн дээжийг нунтаглах явдал юм.

B, хэвтээ токарь

Энэ туршилтыг мөн боржин чулуугаар хийдэг бөгөөд туршилтын зарчим нь үндсэндээ VTL-тэй ижил байдаг. Туршилтын хугацаа хэдхэн минут бөгөөд боржин чулуу болон PDC шүдний хоорондох дулааны цохилт нь маш хязгаарлагдмал байдаг.

PDC араа нийлүүлэгчдийн ашигладаг боржингийн туршилтын параметрүүд өөр өөр байх болно. Жишээлбэл, АНУ-ын Synthetic Corporation болон DI Company-ийн ашигладаг туршилтын параметрүүд нь яг ижил биш боловч туршилтдаа ижил боржин чулуулаг ашигладаг, бүдүүн ба дунд зэргийн хэмжээтэй, маш бага сүвэрхэг, шахалтын бат бэх нь 190МПа.

C. Элэгдлийн харьцааг хэмжих хэрэгсэл

Тодорхойлсон нөхцөлд PDC-ийн алмаазан давхаргыг цахиурын карбидын нунтаглах дугуйг тайрахад ашигладаг бөгөөд нунтаглах хүрдний элэгдлийн хурд ба PDC-ийн элэгдлийн хурдны харьцааг PDC-ийн элэгдлийн индекс болгон авдаг бөгөөд үүнийг элэгдлийн харьцаа гэж нэрлэдэг.

(2) Нөлөөллийн эсэргүүцлийн туршилт

Цохилтыг шалгах арга нь PDC шүдийг 15-25 градусын өнцгөөр суулгаж, дараа нь тодорхой өндрөөс объектыг унагаж, PDC шүдэн дээрх алмазан давхаргыг босоо байдлаар цохино. Унаж буй объектын жин ба өндөр нь туршилтын шүдний нөлөөллийн энергийн түвшинг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь аажмаар 100 джоуль хүртэл нэмэгдэх боломжтой. Шүд бүрийг 3-7 удаа цохиж, дахин шинжилгээ хийх боломжгүй болно. Ерөнхийдөө эрчим хүчний түвшин бүрт шүдний төрөл тус бүрээс дор хаяж 10 дээжийг шалгадаг. Шүдний цохилтод тэсвэртэй байдлын хязгаар байдаг тул эрчим хүчний түвшин тус бүрийн туршилтын үр дүн нь шүд тус бүрийн цохилтын дараах алмазны дундаж талбайг илэрхийлдэг.

2. Үл эвдэх туршилт

Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг үл эвдэх сорилтын арга (харааны болон микроскопийн үзлэгээс бусад) нь хэт авианы сканнер (Cscan) юм.

C сканнерийн технологи нь жижиг согогийг илрүүлж, гэмтлийн байршил, хэмжээг тодорхойлох боломжтой. Энэ туршилтыг хийхдээ эхлээд PDC шүдийг усны саванд хийж, дараа нь хэт авианы датчикаар сканнердах;

Энэ нийтлэлийг дахин хэвлэв "Олон улсын металл боловсруулах сүлжээ"