sm_banner

Tin tức

Máy cắt kim cương đa tinh thể (PDC)

Kim cương là vật liệu cứng nhất được biết đến. Độ cứng này mang lại cho nó những đặc tính ưu việt để cắt bất kỳ vật liệu nào khác. PDC cực kỳ quan trọng đối với việc khoan, bởi vì nó tập hợp những viên kim cương nhân tạo nhỏ, rẻ tiền, thành những khối tinh thể tương đối lớn, mọc xen kẽ nhau của các tinh thể được định hướng ngẫu nhiên có thể được tạo thành các hình dạng hữu ích được gọi là bảng kim cương. Bàn kim cương là một phần của máy cắt tiếp xúc với một hình. Bên cạnh độ cứng của chúng, bàn kim cương PDC có một đặc tính cần thiết cho máy cắt mũi khoan: Chúng liên kết hiệu quả với các vật liệu cacbua vonfram có thể được hàn (gắn) vào thân các bit. Bản thân những viên kim cương sẽ không thể liên kết với nhau, cũng như không thể gắn chúng bằng cách hàn.

Kim cương tổng hợp

Kim cương grit thường được sử dụng để mô tả các hạt nhỏ (≈0.00004 in.) Của kim cương tổng hợp được sử dụng làm nguyên liệu chính cho máy cắt PDC. Về hóa chất và tính chất, kim cương nhân tạo giống hệt kim cương tự nhiên. Tạo grit kim cương bao gồm một quá trình đơn giản về mặt hóa học: cacbon thông thường được nung nóng dưới áp suất và nhiệt độ cực cao. Tuy nhiên, trên thực tế, việc chế tạo kim cương không hề dễ dàng.

Các tinh thể kim cương riêng lẻ chứa trong sạn kim cương được định hướng đa dạng. Điều này làm cho vật liệu trở nên chắc chắn, sắc nét và do độ cứng của kim cương chứa trong đó nên có khả năng chống mài mòn cực kỳ tốt. Trên thực tế, cấu trúc ngẫu nhiên được tìm thấy trong kim cương tổng hợp ngoại quan có khả năng chịu cắt tốt hơn kim cương tự nhiên, bởi vì kim cương tự nhiên là những tinh thể lập phương dễ bị gãy dọc theo ranh giới tinh thể có trật tự của chúng.

Tuy nhiên, hạt kim cương kém ổn định ở nhiệt độ cao hơn kim cương tự nhiên. Bởi vì chất xúc tác kim loại bị mắc kẹt trong cấu trúc đá mạt có tốc độ giãn nở nhiệt cao hơn kim cương, sự giãn nở vi sai đặt các liên kết kim cương-kim cương dưới lực cắt và nếu tải đủ cao sẽ gây ra hỏng hóc. Nếu liên kết không thành công, kim cương sẽ nhanh chóng bị mất đi, do đó PDC mất đi độ cứng và độ sắc của nó và trở nên mất tác dụng. Để tránh hỏng hóc như vậy, máy cắt PDC phải được làm mát thích hợp trong quá trình khoan.

Bàn kim cương

Để sản xuất bàn kim cương, grit kim cương được thiêu kết với cacbua vonfram và chất kết dính kim loại để tạo thành một lớp giàu kim cương. Chúng có hình dạng giống như tấm wafer, và chúng phải được làm càng dày càng tốt về mặt cấu trúc, vì thể tích kim cương làm tăng tuổi thọ mài mòn. Bàn kim cương chất lượng cao nhất là ≈2 đến 4 mm, và những tiến bộ công nghệ sẽ làm tăng độ dày của bàn kim cương. Chất nền cacbua vonfram thường cao ≈0,5 in và có hình dạng và kích thước mặt cắt ngang giống như bảng kim cương. Hai bộ phận, bàn kim cương và chất nền, tạo nên một máy cắt (Hình 4).

Tạo PDC thành các hình dạng hữu ích cho máy cắt bao gồm việc đặt hạt kim cương, cùng với chất nền của nó, trong một bình áp suất và sau đó thiêu kết ở nhiệt độ và áp suất cao.

Máy cắt PDC không được phép vượt quá nhiệt độ 1.382 ° F [750 ° C]. Nhiệt quá cao tạo ra sự mài mòn nhanh chóng, bởi vì sự giãn nở nhiệt chênh lệch giữa chất kết dính và kim cương có xu hướng phá vỡ các tinh thể sạn kim cương mọc xen kẽ trong bảng kim cương. Độ bền liên kết giữa bảng kim cương và nền cacbua vonfram cũng bị ảnh hưởng bởi sự giãn nở nhiệt vi sai.


Thời gian đăng bài: T4-08-2021