I. Дулааны элэгдэл ба PDC-ийн кобальтыг зайлуулах
PDC-ийн өндөр даралттай хайлуулах процесст кобальт нь алмаз болон алмазын шууд хослолыг дэмжих катализатор болж, алмазан давхарга болон вольфрамын карбидын матрицыг нэгдмэл болгодог бөгөөд энэ нь өндөр бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй газрын тосны ордын геологийн өрөмдлөгт тохиромжтой PDC зүсэх шүдийг бий болгодог.
Алмазны халуунд тэсвэртэй байдал нэлээд хязгаарлагдмал. Агаар мандлын даралтын дор алмазын гадаргуу нь 900℃ ба түүнээс дээш температурт хувирч чаддаг. Ашиглалтын явцад уламжлалт PDC нь 750℃ орчимд задардаг. Хатуу болон зүлгүүрийн чулуулгийн давхаргаар өрөмдөх үед PDC нь үрэлтийн дулааны улмаас энэ температурт амархан хүрч чаддаг бөгөөд агшин зуурын температур (өөрөөр хэлбэл микроскопийн түвшинд орон нутгийн температур) нь бүр ч өндөр байж, кобальтын хайлах цэгээс (1495°C) хамаагүй давж болно.
Цэвэр алмаазтай харьцуулахад кобальтын агууламжаас шалтгаалан алмааз нь бага температурт бал чулуу болж хувирдаг. Үүний үр дүнд алмаазны элэгдэл нь орон нутгийн үрэлтийн дулаанаас үүдэлтэй графитжилтээс үүдэлтэй байдаг. Нэмж дурдахад кобальтын дулааны тэлэлтийн коэффициент нь алмаазныхаас хамаагүй өндөр тул халаах үед кобальтын тэлэлт нь алмаазны ширхэгүүдийн хоорондох холбоог тасалдуулж болзошгүй юм.
1983 онд хоёр судлаач стандарт PDC алмазан давхаргын гадаргуу дээр алмазан зайлуулах эмчилгээ хийж, PDC шүдний гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан. Гэсэн хэдий ч энэхүү шинэ бүтээл нь зохих анхаарал хандуулаагүй юм. 2000 оноос хойш PDC алмазан давхаргын талаар илүү гүнзгий ойлголттой болсноор өрөмдлөгийн нийлүүлэгчид энэ технологийг чулуулгийн өрөмдлөгт ашигладаг PDC шүдэнд хэрэглэж эхэлсэн. Энэ аргаар боловсруулсан шүд нь дулааны механик элэгдэл ихтэй, өндөр зүлгүүрийн формацид тохиромжтой бөгөөд ихэвчлэн "кобальтгүйжүүлсэн" шүд гэж нэрлэдэг.
"Де-кобальт" гэгддэг бодисыг уламжлалт аргаар PDC хийх замаар хийдэг бөгөөд дараа нь түүний алмазан давхаргын гадаргууг хүчтэй хүчилд дүрж, хүчиллэг сийлбэрийн процессоор кобальтын фазыг зайлуулдаг. Кобальтыг зайлуулах гүн нь ойролцоогоор 200 микрон хүрч болно.
Хоёр ижил PDC шүдэнд (нэг нь алмазан давхаргын гадаргуу дээр кобальт арилгах боловсруулалт хийсэн) хүнд даацын элэгдлийн туршилт хийсэн. 5000м боржин чулууг зүссэний дараа кобальтаар зайлуулаагүй PDC-ийн элэгдлийн хурд огцом нэмэгдэж эхэлсэн нь тогтоогджээ. Үүний эсрэгээр кобальтаар зайлуулсан PDC нь ойролцоогоор 15000м чулуулгийг зүсэх үед харьцангуй тогтвортой зүсэлтийн хурдыг хадгалж байв.
2. PDC-ийн илрүүлэх арга
PDC шүдийг илрүүлэх хоёр төрлийн арга байдаг: эвдэх туршилт ба эвдэх бус туршилт.
1. Эвдрэлийн туршилт
Эдгээр туршилтууд нь ийм нөхцөлд шүд зүсэх гүйцэтгэлийг үнэлэхийн тулд нүхний гүний нөхцөл байдлыг аль болох бодитойгоор дуурайлган хийх зорилготой юм. Эвдрэлийн туршилтын хоёр үндсэн хэлбэр нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт ба цохилтод тэсвэртэй байдлын туршилт юм.
(1) Элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт
PDC элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилтыг хийхэд гурван төрлийн тоног төхөөрөмжийг ашигладаг:
A. Босоо токарь (VTL)
Туршилтын үеэр эхлээд PDC хошууг VTL токарийн машинд бэхлээд, PDC хошууны хажууд чулуулгийн дээж (ихэвчлэн боржин чулуу) байрлуулна. Дараа нь чулуулгийн дээжийг токарийн тэнхлэгийн эргэн тойронд тодорхой хурдаар эргүүлнэ. PDC хошуу нь тодорхой гүнтэй чулуулгийн дээжийг зүснэ. Туршилтад боржин чулуу ашиглах үед энэ зүсэлтийн гүн нь ерөнхийдөө 1 мм-ээс бага байдаг. Энэ туршилтыг хуурай эсвэл нойтон хэлбэрээр хийж болно. "Хуурай VTL туршилт"-д PDC хошуу чулуулгийг зүсэхэд хөргөлт хийгддэггүй; үүссэн бүх үрэлтийн дулаан нь PDC-д орж, алмазын графитжих процессыг хурдасгадаг. Энэхүү туршилтын арга нь өндөр өрөмдлөгийн даралт эсвэл өндөр эргэлтийн хурд шаарддаг нөхцөлд PDC хошууг үнэлэхэд маш сайн үр дүн өгдөг.
"Нойтон VTL туршилт" нь туршилтын явцад PDC шүдийг ус эсвэл агаараар хөргөх замаар дунд зэргийн халаалтын нөхцөлд PDC-ийн ашиглалтын хугацааг илрүүлдэг. Тиймээс энэхүү туршилтын гол элэгдлийн эх үүсвэр нь халаалтын хүчин зүйлээс илүү чулуулгийн дээжийг нунтаглах явдал юм.
B, хэвтээ токарь
Энэ туршилтыг мөн боржин чулуугаар хийдэг бөгөөд туршилтын зарчим нь VTL-тэй үндсэндээ ижил байдаг. Туршилтын хугацаа хэдхэн минут бөгөөд боржин чулуу болон PDC шүдний хоорондох дулааны цочрол маш хязгаарлагдмал байдаг.
PDC араа нийлүүлэгчдийн ашигладаг боржин чулуун туршилтын параметрүүд өөр өөр байх болно. Жишээлбэл, АНУ-ын Synthetic Corporation болон DI Company-ийн ашигладаг туршилтын параметрүүд нь яг адилхан биш боловч туршилтандаа ижил боржин чулуун материалыг ашигладаг бөгөөд энэ нь маш бага сүвэрхэг чанар, 190MPa шахалтын бат бэх бүхий бүдүүн ба дунд зэргийн поликристалл магмын чулуулаг юм.
C. Үрэлтийн харьцаа хэмжих хэрэгсэл
Тодорхойлсон нөхцөлд PDC-ийн алмазан давхаргыг цахиурын карбидын нунтаглах дугуйг шүргэхэд ашигладаг бөгөөд нунтаглах дугуйны элэгдлийн хурд ба PDC-ийн элэгдлийн хурдны харьцааг PDC-ийн элэгдлийн индекс болгон авдаг бөгөөд үүнийг элэгдлийн харьцаа гэж нэрлэдэг.
(2) Цохилтын эсэргүүцлийн туршилт
Цохилтын туршилтын арга нь PDC шүдийг 15-25 градусын өнцгөөр суурилуулж, дараа нь тодорхой өндрөөс объектыг унагаж PDC шүдэн дээрх алмазан давхаргыг босоо чиглэлд цохих явдал юм. Унаж буй объектын жин ба өндөр нь туршилтын шүдний мэдэрч буй цохилтын энергийн түвшинг харуулдаг бөгөөд энэ нь аажмаар 100 жоуль хүртэл нэмэгдэж болно. Шүд бүрийг цаашид турших боломжгүй болтол 3-7 удаа цохиж болно. Ерөнхийдөө энергийн түвшин бүрт шүдний төрөл тус бүрээс дор хаяж 10 дээжийг туршдаг. Шүдний цохилтод тэсвэртэй байдал тодорхой хязгаарт байдаг тул энергийн түвшин тус бүрийн туршилтын үр дүн нь шүд бүрийн цохилтын дараах алмазан цацалтын дундаж талбай юм.
2. Үл эвдэх туршилт
Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг үл эвдэх туршилтын арга (харааны болон микроскопийн үзлэгээс бусад) бол хэт авиан сканнердах (Cscan) юм.
C сканнердах технологи нь жижиг согогийг илрүүлж, согогийн байршил, хэмжээг тодорхойлж чаддаг. Энэ туршилтыг хийхдээ эхлээд PDC шүдийг усны саванд хийж, дараа нь хэт авианы датчикаар сканнердах хэрэгтэй;
Энэ нийтлэлийг "-с дахин хэвлэв.Олон улсын металл боловсруулах сүлжээ"
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 3-р сарын 21
