Νέα

Συνθετικό διαμάντι

Το τρίξιμο διαμαντιού χρησιμοποιείται συνήθως για να περιγράψει μικροσκοπικούς κόκκους (≈0,00004 in.) συνθετικού διαμαντιού που χρησιμοποιούνται ως βασική πρώτη ύλη για κοπτήρες PDC.Όσον αφορά τις χημικές ουσίες και τις ιδιότητες, το τεχνητό διαμάντι είναι πανομοιότυπο με το φυσικό διαμάντι.Η κατασκευή άμμου διαμαντιού περιλαμβάνει μια χημικά απλή διαδικασία: ο συνηθισμένος άνθρακας θερμαίνεται υπό εξαιρετικά υψηλή πίεση και θερμοκρασία.Στην πράξη, ωστόσο, η κατασκευή διαμαντιών δεν είναι καθόλου εύκολη.

Οι μεμονωμένοι κρύσταλλοι διαμαντιών που περιέχονται στο τρίμμα διαμαντιών έχουν διαφορετικό προσανατολισμό.Αυτό κάνει το υλικό ισχυρό, αιχμηρό και, λόγω της σκληρότητας του διαμαντιού που περιέχει, εξαιρετικά ανθεκτικό στη φθορά.Στην πραγματικότητα, η τυχαία δομή που βρίσκεται στο συνδεδεμένο συνθετικό διαμάντι αποδίδει καλύτερα σε διάτμηση από τα φυσικά διαμάντια, επειδή τα φυσικά διαμάντια είναι κυβικοί κρύσταλλοι που σπάνε εύκολα κατά μήκος των τακτοποιημένων, κρυσταλλικών ορίων τους.

Ωστόσο, το διαμάντι είναι λιγότερο σταθερό σε υψηλές θερμοκρασίες από το φυσικό διαμάντι.Επειδή ο μεταλλικός καταλύτης που έχει παγιδευτεί στη δομή άμμου έχει υψηλότερο ρυθμό θερμικής διαστολής από το διαμάντι, η διαφορική διαστολή τοποθετεί δεσμούς διαμαντιού προς διαμάντι υπό διάτμηση και, εάν τα φορτία είναι αρκετά υψηλά, προκαλεί αστοχία.Εάν οι δεσμοί αποτύχουν, τα διαμάντια χάνονται γρήγορα, έτσι το PDC χάνει τη σκληρότητα και την ευκρίνειά του και καθίσταται αναποτελεσματικό.Για να αποφευχθεί μια τέτοια αστοχία, οι κόφτες PDC πρέπει να ψύχονται επαρκώς κατά τη διάρκεια της διάτρησης.

Τραπέζια με διαμάντια

Για την κατασκευή ενός τραπεζιού διαμαντιού, η άμμος διαμαντιού συντήκεται με καρβίδιο βολφραμίου και μεταλλικό συνδετικό υλικό για να σχηματιστεί ένα στρώμα πλούσιο σε διαμάντια.Έχουν σχήμα γκοφρέτας και θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο παχιά, επειδή ο όγκος του διαμαντιού αυξάνει τη διάρκεια ζωής.Τα τραπέζια διαμαντιών υψηλότερης ποιότητας είναι ≈2 έως 4 mm και οι εξελίξεις της τεχνολογίας θα αυξήσουν το πάχος του τραπεζιού με διαμάντια.Τα υποστρώματα καρβιδίου του βολφραμίου έχουν συνήθως ύψος ≈0,5 ίντσες και έχουν το ίδιο σχήμα διατομής και διαστάσεις με το τραπέζι με διαμάντια.Τα δύο μέρη, τραπέζι με διαμάντια και υπόστρωμα, αποτελούν έναν κόφτη (Εικ. 4).

Η διαμόρφωση του PDC σε χρήσιμα σχήματα για κοπτήρες περιλαμβάνει την τοποθέτηση άμμου διαμαντιού, μαζί με το υπόστρωμά του, σε δοχείο πίεσης και στη συνέχεια πυροσυσσωμάτωση σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση.

Οι κοπτήρες PDC δεν επιτρέπεται να υπερβαίνουν τις θερμοκρασίες των 1.382°F [750°C].Η υπερβολική θερμότητα προκαλεί γρήγορη φθορά, επειδή η διαφορική θερμική διαστολή μεταξύ συνδετικού και διαμαντιού τείνει να σπάσει τους κρυστάλλους που αναπτύσσονται μεταξύ τους στο τραπέζι με διαμάντια.Οι αντοχές του δεσμού μεταξύ του τραπεζιού διαμαντιού και του υποστρώματος καρβιδίου του βολφραμίου τίθενται επίσης σε κίνδυνο από τη διαφορική θερμική διαστολή.