sm_banner

Notícies

Talladors de diamants compactes policristal·lins (PDC)

El diamant és el material més dur conegut. Aquesta duresa li proporciona propietats superiors per tallar qualsevol altre material. El PDC és extremadament important per a la perforació, ja que agrupa petits diamants artificials i econòmics en masses de cristalls orientats a l’atzar, relativament grans, que es poden formar en formes útils anomenades taules de diamants. Les taules de diamants són la part d’un tallador que entra en contacte amb una formació. A més de la seva duresa, les taules de diamants PDC tenen una característica essencial per als talladors de broca: s’uneixen de manera eficient amb materials de carbur de tungstè que es poden soldar (fixar) als cossos de broca. Els diamants, per si sols, no s’uneixen ni es poden unir per soldadura.

Diamant sintètic

El gra de diamant s’utilitza habitualment per descriure grans diminuts (≈0.00004 in.) De diamant sintètic que s’utilitza com a matèria primera clau per als talladors de PDC. En termes de propietats i productes químics, el diamant artificial és idèntic al diamant natural. Fer gra de diamant implica un procés químicament senzill: el carboni normal s’escalfa a una pressió i temperatura extremadament altes. A la pràctica, però, fabricar diamants no és gens fàcil.

Els cristalls de diamant individuals continguts en el gra de diamant estan orientats de manera diversa. Això fa que el material sigui fort, afilat i, a causa de la duresa del diamant contingut, sigui extremadament resistent al desgast. De fet, l'estructura aleatòria que es troba en el diamant sintètic enllaçat té un millor rendiment en cisallament que els diamants naturals, perquè els diamants naturals són cristalls cúbics que es fracturen fàcilment al llarg dels seus límits cristal·lins i ordenats.

No obstant això, el gra de diamant és menys estable a altes temperatures que el diamant natural. Atès que el catalitzador metàl·lic atrapat a l’estructura de granulat té una taxa d’expansió tèrmica més alta que el diamant, l’expansió diferencial posa enllaços diamant a diamant sota cisalla i, si les càrregues són prou elevades, causa fallades. Si els enllaços fallen, els diamants es perden ràpidament, de manera que el PDC perd la seva duresa i nitidesa i esdevé ineficaç. Per evitar aquesta fallada, els talladors PDC s’han de refrigerar adequadament durant la perforació.

Taules de diamants

Per fabricar una taula de diamants, el gra de diamant es sinteritza amb carbur de tungstè i aglutinant metàl·lic per formar una capa rica en diamants. Tenen forma d’hòstia i s’han de fer el més gruixut possible estructuralment, ja que el volum de diamant augmenta la vida útil. Les taules de diamants de més qualitat són de to2 a 4 mm i els avenços tecnològics augmentaran el gruix de les taules de diamants. Normalment, els substrats de carbur de tungstè tenen una alçada de ± 0,5 polzades i tenen la mateixa forma i dimensions de la secció transversal que la taula de diamants. Les dues parts, la taula de diamants i el substrat, formen un tallador (figura 4).

La formació de PDC en formes útils per a talladors consisteix a col·locar granulats de diamants, juntament amb el seu substrat, en un recipient a pressió i, a continuació, sinteritzar-los a alta pressió i calor.

No es pot permetre que els talladors PDC superin les temperatures de 750 ° C [1.382 ° F]. L’excés de calor produeix un desgast ràpid, perquè l’expansió tèrmica diferencial entre l’aglutinant i el diamant tendeix a trencar els cristalls de gra de diamant entrecreuats a la taula de diamants. Les forces d'enllaç entre la taula de diamants i el substrat de carbur de tungstè també es veuen compromeses per l'expansió tèrmica diferencial.


Hora de publicació: 08/08/2021