Keausan termal lan mbusak kobalt saka PDC

I. Keausan termal lan mbusak kobalt saka PDC

Ing proses sintering tekanan dhuwur PDC, kobalt tumindak minangka katalis kanggo ningkatake kombinasi langsung berlian lan berlian, lan nggawe lapisan berlian lan matriks tungsten karbida dadi siji, sing nyebabake untu pemotong PDC sing cocog kanggo pengeboran geologi ladang minyak kanthi ketangguhan dhuwur lan tahan aus sing apik banget,

Tahan panas berlian cukup winates. Ing tekanan atmosfer, permukaan berlian bisa malih wujud ing suhu sekitar 900℃ utawa luwih dhuwur. Sajrone panggunaan, PDC tradisional cenderung rusak ing suhu sekitar 750℃. Nalika ngebor lapisan watu sing atos lan kasar, PDC bisa kanthi gampang tekan suhu iki amarga panas gesekan, lan suhu sesaat (yaiku, suhu lokal ing tingkat mikroskopis) bisa luwih dhuwur, ngluwihi titik leleh kobalt (1495°C).

Dibandhingake karo berlian murni, amarga anane kobalt, berlian malih dadi grafit ing suhu sing luwih endhek. Akibate, keausan ing berlian disebabake dening grafitisasi sing diasilake saka panas gesekan lokal. Kajaba iku, koefisien ekspansi termal kobalt luwih dhuwur tinimbang berlian, mula sajrone pemanasan, ikatan antarane butiran berlian bisa kaganggu dening ekspansi kobalt.

Ing taun 1983, ana rong peneliti sing nindakake perawatan mbusak berlian ing permukaan lapisan berlian PDC standar, sing ningkatake kinerja untu PDC kanthi signifikan. Nanging, penemuan iki ora entuk perhatian sing pantes. Sawise taun 2000, kanthi pangerten sing luwih jero babagan lapisan berlian PDC, pemasok bor wiwit ngetrapake teknologi iki kanggo untu PDC sing digunakake ing pengeboran watu. Untu sing diobati nganggo metode iki cocok kanggo formasi abrasif banget kanthi keausan mekanik termal sing signifikan lan umume diarani untu "de-kobalt".

Sing diarani "de-kobalt" digawe kanthi cara tradisional kanggo nggawe PDC, banjur permukaan lapisan berliane dicelupake ing asam kuwat kanggo mbusak fase kobalt liwat proses etsa asam. Jerone penghapusan kobalt bisa tekan udakara 200 mikron.

Tes keausan tugas berat ditindakake ing rong untu PDC sing identik (salah sijine wis ngalami perawatan penghilangan kobalt ing permukaan lapisan berlian). Sawise ngethok 5000m granit, ditemokake yen tingkat keausan PDC sing ora dicopot kobalt wiwit mundhak kanthi cetha. Kosok baline, PDC sing dicopot kobalt njaga kecepatan pemotongan sing relatif stabil nalika ngethok kira-kira 15000m watu.

2. Cara deteksi PDC

Ana rong jinis cara kanggo ndeteksi untu PDC, yaiku uji destruktif lan uji non-destruktif.

1. Uji coba destruktif

Tes-tes iki dimaksudake kanggo nyimulasikake kahanan ing jero bolongan kanthi realistis sabisa-bisane kanggo ngevaluasi kinerja untu potong ing kahanan kasebut. Rong wujud utama saka uji coba destruktif yaiku uji tahan aus lan uji tahan benturan.

(1) Tes resistensi aus

Ana telung jinis peralatan sing digunakake kanggo nindakake tes resistensi aus PDC:

A. Mesin bubut vertikal (VTL)

Sajrone tes, pasang dhisik bit PDC menyang mesin bubut VTL lan pasang sampel watu (biasane granit) ing jejere bit PDC. Banjur puter sampel watu ing sekitar sumbu mesin bubut kanthi kecepatan tartamtu. Bit PDC ngethok sampel watu kanthi ambane tartamtu. Nalika nggunakake granit kanggo uji coba, ambane pemotongan iki umume kurang saka 1 mm. Tes iki bisa garing utawa teles. Ing "uji coba VTL garing," nalika bit PDC ngethok watu, ora ana pendinginan sing ditrapake; kabeh panas gesekan sing diasilake mlebu ing PDC, nyepetake proses grafitisasi berlian. Cara uji coba iki ngasilake asil sing apik banget nalika ngevaluasi bit PDC ing kahanan sing mbutuhake tekanan pengeboran sing dhuwur utawa kecepatan rotasi sing dhuwur.

"Tes VTL teles" ndeteksi umur PDC ing kahanan pemanasan sedheng kanthi ngademake untu PDC nganggo banyu utawa udara sajrone pengujian. Mulane, sumber keausan utama saka tes iki yaiku penggilingan sampel watu tinimbang faktor pemanasan.

B, mesin bubut horisontal

Tes iki uga ditindakake nganggo granit, lan prinsip tes kasebut meh padha karo VTL. Wektu tes mung sawetara menit, lan kejut termal antarane granit lan untu PDC winates banget.

Parameter uji granit sing digunakake dening pemasok piranti PDC bakal beda-beda. Contone, parameter uji sing digunakake dening Synthetic Corporation lan DI Company ing Amerika Serikat ora persis padha, nanging dheweke nggunakake bahan granit sing padha kanggo uji coba, yaiku watu beku polikristalin kelas kasar nganti medium kanthi porositas sing sithik banget lan kekuatan tekan 190MPa.

C. Piranti pangukur rasio abrasi

Ing kahanan sing ditemtokake, lapisan berlian PDC digunakake kanggo motong roda gerinda silikon karbida, lan rasio tingkat keausan roda gerinda lan tingkat keausan PDC dijupuk minangka indeks keausan PDC, sing diarani rasio keausan.

(2) Tes tahan benturan

Cara kanggo uji impak yaiku masang untu PDC kanthi sudut 15-25 derajat banjur ngeculake obyek saka dhuwur tartamtu kanggo nabrak lapisan berlian ing untu PDC kanthi vertikal. Bobot lan dhuwur obyek sing tiba nuduhake tingkat energi impak sing dialami dening untu uji, sing bisa saya tambah nganti 100 joule. Saben untu bisa kena impak kaping 3-7 nganti ora bisa dites luwih lanjut. Umumé, paling ora 10 sampel saben jinis untu dites ing saben tingkat energi. Amarga ana kisaran resistensi untu marang impak, asil tes ing saben tingkat energi minangka area rata-rata spalling berlian sawise impak kanggo saben untu.

2. Uji coba non-destruktif

Teknik uji non-destruktif sing paling akeh digunakake (kajaba inspeksi visual lan mikroskopis) yaiku pemindaian ultrasonik (Cscan).

Teknologi pemindaian C bisa ndeteksi cacat cilik lan nemtokake lokasi lan ukuran cacat. Nalika nindakake tes iki, pasang dhisik untu PDC ing tangki banyu, banjur pindai nganggo probe ultrasonik;

Artikel iki dicithak ulang saka "Jaringan Pengerjaan Logam Internasional"