PDC-niň termal aşynmagy we kobaltyň aýrylmagy

I. PDC-niň termal aşynmagy we kobaltyň aýrylmagy

PDC-niň ýokary basyşly sinterleme prosesinde kobalt almazyň we almazyň gönüden-göni utgaşmasyny höweslendirmek üçin katalizator hökmünde hereket edýär we almaz gatlagyny we volfram karbid matrisasyny bir bitewi edýär, netijede nebit känleriniň geologiki burawlamalary üçin ýokary berklik we ajaýyp aşynma garşylygy bilen laýyk gelýän PDC kesiji dişleri emele gelýär,

Almazlaryň ýylylyga garşylygy örän çäkli. Atmosfera basyşy astynda almazyň ýüzi 900℃ ýa-da ondan ýokary temperaturada üýtgeýär. Ulanyş wagtynda adaty PDC-ler takmynan 750℃-de zaýalanmaga meýilli. Gaty we abraziw dag gatlaklaryndan deşilende, PDC-ler sürtülme ýylylygy sebäpli bu temperatura aňsatlyk bilen ýetip bilýär we derrew temperatura (ýagny mikroskopik derejede ýerli temperatura) kobaltyň ereme nokadyndan (1495°C) has ýokary bolup bilýär.

Sap almaz bilen deňeşdirilende, kobaltyň bolmagy sebäpli almaz pes temperaturada grafite öwrülýär. Netijede, almazyň aşynmagy ýerli sürtülme gyzgynlygyndan ýüze çykýan grafitleşme sebäpli ýüze çykýar. Mundan başga-da, kobaltyň termal giňelme koeffisiýenti almazyňkydan has ýokarydyr, şonuň üçin gyzdyrylanda almaz dänejikleriniň arasyndaky baglanyşyk kobaltyň giňelmegi bilen bozulyp bilner.

1983-nji ýylda iki ylmy işgär standart PDC almaz gatlaklarynyň ýüzünde almaz aýyrmak bilen bejergi geçirdi we PDC dişleriniň işini ep-esli ýokarlandyrdy. Şeýle-de bolsa, bu oýlap tapyş özüne mynasyp üns bermedi. 2000-nji ýyldan soň, PDC almaz gatlaklaryny has çuňňur düşünmek bilen, buraw üpjün edijileri bu tehnologiýany gaýa burawlamada ulanylýan PDC dişlerine ulanmaga başladylar. Bu usul bilen bejerilen dişler uly termiki mehaniki aşynma bilen ýokary derejede abraziw emele gelmeler üçin amatlydyr we adatça "dekobaltirlenen" dişler diýlip atlandyrylýar.

"De-kobalt" diýilýän zat PDC ýasamak üçin däp bolan usulda ýasalýar, soňra onuň almaz gatlagynyň ýüzi güýçli kislota batyrylýar we kislota aşındyrma prosesi arkaly kobalt fazasyny aýyrýar. Kobaltyň aýrylmagynyň çuňlugy takmynan 200 mikrona ýetip biler.

Iki sany birmeňzeş PDC dişlerinde (olaryň biri almaz gatlagynyň ýüzünde kobalt aýyrmak işlerinden geçirilen) agyr aşynma synagy geçirildi. 5000 m graniti kesenden soň, kobalt aýrylmadyk PDC-niň aşynma tizliginiň keskin ýokarlanyp başlandygy anyklandy. Tersine, kobalt aýrylan PDC takmynan 15000 m dag jynslaryny kesýän mahalynda deňeşdirme boýunça durnukly kesiş tizligini saklady.

2. PDC-niň anyklaýyş usuly

PDC dişlerini anyklamagyň iki görnüşi bar, ýagny zyýanly synag we zyýansyz synag.

1. Weýran ediji synag

Bu synaglar şeýle şertlerde dişleri kesmegiň netijeliligini bahalandyrmak üçin guýularyň aşagyndaky şertleri mümkin boldugyça realistik görnüşde modelirlemek üçin niýetlenendir. Weýran ediji synaglaryň iki esasy görnüşi aşynma garşylyk synaglary we zarba garşylyk synaglarydyr.

(1) Aşynma garşylyk synagy

PDC aşynma garşylyk synaglaryny geçirmek üçin üç görnüşli enjam ulanylýar:

A. Dik torna stanogy (VTL)

Synag wagtynda, ilki bilen PDC ujyny VTL torna stanogyna berkidiň we PDC ujynyň ýanyna daş nusgasyny (köplenç granit) goýuň. Soňra daş nusgasyny belli bir tizlikde torna stanogynyň daşyndan aýlaň. PDC ujy belli bir çuňluk bilen daş nusgasyny kesýär. Synag üçin granit ulanylanda, bu kesiş çuňlugy, adatça, 1 mm-den az bolýar. Bu synag gurak ýa-da çygly bolup biler. "Gury VTL synagynda", PDC ujy daşy kesende, sowadyş ulanylmaýar; döredilen ähli sürtülme ýylylygy PDC-e girýär we almazyň grafitleşme prosesini çaltlaşdyrýar. Bu synag usuly ýokary buraw basyşyny ýa-da ýokary aýlanma tizligini talap edýän şertlerde PDC ujylaryny bahalandyrmakda ajaýyp netijeleri berýär.

“Çygly VTL synagy” synag wagtynda PDC dişlerini suw ýa-da howa bilen sowadyp, ortaça gyzdyrma şertlerinde PDC-niň ömrüni anyklaýar. Şonuň üçin bu synagyň esasy aşynma çeşmesi gyzdyrma faktoryndan has köp daş nusgasynyň üwelmegidir.

B, gorizontal torna stanogy

Bu synag granit bilen hem geçirilýär we synagyň prinsipi esasan VTL bilen birmeňzeşdir. Synag wagty bary-ýogy birnäçe minut we granit bilen PDC dişleriniň arasyndaky termal şok örän çäkli.

PDC dişli üpjün edijileri tarapyndan ulanylýan granit synag parametrleri dürli-dürli bolar. Mysal üçin, ABŞ-da "Synthetic Corporation" we "DI Company" tarapyndan ulanylýan synag parametrleri düýbünden birmeňzeş däl, ýöne olar synaglary üçin şol bir granit materialyny ulanýarlar, örän az gözeneklilik we 190MPa basyş güýji bolan iri we orta derejeli polikristal magmatik dag jynslary.

C. Aşynma gatnaşygyny ölçeýän gural

Görkezilen şertlerde, kremniý karbidli tigirleýän tigiriň kesilmegi üçin PDC-niň almaz gatlagy ulanylýar we tigirleýän tigiriň aşynma tizliginiň we PDC-niň aşynma tizliginiň gatnaşygy PDC-niň aşynma indeksi hökmünde kabul edilýär, bu bolsa aşynma gatnaşygy diýilýär.

(2) Zarba garşylyk synagy

Zarba synagynyň usuly PDC dişlerini 15-25 gradus burç bilen gurnamagy we soňra belli bir beýiklikden bir zady düşürip, PDC dişlerindäki almaz gatlagyna dikligine urmagy öz içine alýar. Düşýän zadyň agramy we beýikligi synag dişiniň başdan geçirýän zarba energiýasy derejesini görkezýär, ol kem-kemden 100 joula çenli ýokarlanyp biler. Her bir dişe mundan beýläk synagdan geçirip bolmaýança 3-7 gezek zarba urlup bilner. Umuman, her bir energiýa derejesinde her bir diş görnüşiniň azyndan 10 nusgasy synagdan geçirilýär. Dişleriň zarba garşylygynda belli bir aralyk bolandygy sebäpli, her bir energiýa derejesindäki synag netijeleri her bir diş üçin zarbadan soň almazyň ortaça düşýän meýdanydyr.

2. Zyýansyz synag

Iň giňden ulanylýan zyýansyz synag usuly (wizual we mikroskopik barlagdan başga) ultrases skanirlemedir (Cscan).

C skanirleme tehnologiýasy kiçi kemçilikleri anyklap we kemçilikleriň ýerleşýän ýerini we ululygyny kesgitläp bilýär. Bu synagy geçireniňizde, ilki PDC dişini suw çelegine goýuň, soňra ultrases zond bilen skanirläň;

Bu makala “Halkara metal işläp bejeriş ulgamy“