sm_banner

zprávy

Kompaktní frézy na polykrystalický diamant (PDC)

Diamant je nejtvrdší známý materiál. Tato tvrdost mu dává vynikající vlastnosti pro řezání jakéhokoli jiného materiálu. PDC je při vrtání nesmírně důležité, protože agreguje drobné, levné, člověkem vyrobené diamanty do relativně velkých, vzájemně porostlých hmot náhodně orientovaných krystalů, které lze formovat do užitečných tvarů nazývaných diamantové stoly. Diamantové stoly jsou součástí řezačky, která kontaktuje formaci. Kromě své tvrdosti mají diamantové stoly PDC základní charakteristiku pro frézy vrtáků: Účinně se lepí na materiály z karbidu wolframu, které lze pájet (připevnit) k tělům bitů. Samotné diamanty se nespojí, ani je nelze připevnit pájením.

Syntetický diamant

Diamantová drť se běžně používá k popisu drobných zrn syntetického diamantu (≈ 0,00004 palce) používaných jako klíčová surovina pro řezačky PDC. Pokud jde o chemikálie a vlastnosti, je umělý diamant identický s přírodním diamantem. Výroba diamantové drtě zahrnuje chemicky jednoduchý proces: obyčejný uhlík se zahřívá pod extrémně vysokým tlakem a teplotou. V praxi však není výroba diamantu zdaleka snadná.

Jednotlivé diamantové krystaly obsažené v diamantové drti jsou různě orientovány. Díky tomu je materiál pevný, ostrý a díky tvrdosti obsaženého diamantu extrémně odolný proti opotřebení. Ve skutečnosti náhodná struktura nalezená ve vázaném syntetickém diamantu funguje lépe ve smyku než přírodní diamanty, protože přírodní diamanty jsou krychlové krystaly, které se snadno lámou podél svých uspořádaných krystalických hranic.

Diamantová drť je však při vysokých teplotách méně stabilní než přírodní diamant. Protože kovový katalyzátor zachycený ve struktuře písku má vyšší rychlost tepelné roztažnosti než diamant, diferenciální roztažnost umístí vazby diamant na diamant ve smyku a pokud jsou zatížení dostatečně vysoká, způsobí poruchu. Pokud dluhopisy selžou, diamanty se rychle ztratí, takže PDC ztrácí svou tvrdost a ostrost a stává se neúčinným. Aby se takovým poruchám zabránilo, musí být frézy PDC během vrtání dostatečně chlazeny.

Diamantové stoly

K výrobě diamantového stolu se diamantová drť slinuje s karbidem wolframu a kovovým pojivem, aby se vytvořila vrstva bohatá na diamanty. Mají tvar oplatky a měly by být co nejkonstrukčnější, protože objem diamantu zvyšuje životnost. Nejkvalitnější diamantové stoly jsou ≈2 až 4 mm a technologický pokrok zvýší tloušťku diamantového stolu. Substráty z karbidu wolframu jsou obvykle vysoké ≈ 0,5 palce a mají stejný tvar a rozměry průřezu jako diamantový stůl. Obě části, diamantový stůl a podklad, tvoří řezačku (obr. 4).

Tvarování PDC do užitečných tvarů pro frézy zahrnuje umístění diamantové drti spolu s jejím substrátem do tlakové nádoby a následné slinování za vysokého tepla a tlaku.

Nelze připustit, aby řezačky PDC překročily teploty 750 ° C. Nadměrné teplo vede k rychlému opotřebení, protože rozdílná tepelná roztažnost mezi pojivem a diamantem má sklon k rozbití krystalů diamantového písku v diamantovém stole. Pevnosti vazby mezi diamantovým stolem a substrátem z karbidu wolframu jsou také ohroženy rozdílnou tepelnou roztažností.


Čas zveřejnění: duben-08-2021