لیچینگ PDC

Bپیش زمینه

فشرده های الماس پلی کریستالی (PDC) در کاربردهای صنعتی، از جمله کاربردهای حفاری سنگ و کاربردهای ماشینکاری فلز استفاده شده است. چنین کامپکت‌هایی نسبت به برخی دیگر از انواع عناصر برش مزایایی مانند مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه نشان داده‌اند. PDC را می توان با تف جوشی ذرات الماس منفرد تحت شرایط فشار بالا و دمای بالا (HPHT) در حضور یک کاتالیزور/حلال که پیوند الماس-الماس را تقویت می کند، تشکیل داد. برخی از نمونه‌های کاتالیزور/حلال برای فشرده‌های الماس متخلخل عبارتند از کبالت، نیکل، آهن و سایر فلزات گروه هشتم. PDCها معمولاً دارای محتوای الماس بیش از هفتاد درصد حجمی هستند که حدود هشتاد درصد تا حدود نود و هشت درصد معمولی است. PDC به یک زیرلایه چسبانده می شود و در نتیجه یک برش PDC را تشکیل می دهد که معمولاً می تواند در داخل یک ابزار سوراخ مانند مته یا ریمر قرار داده شود یا روی آن نصب شود.

لیچینگ PDC

برش های PDC توسط بستر کاربید تنگستن و پودر الماس در دمای بالا و فشار بالا ساخته می شوند. کبالت یک اتصال دهنده است. فرآیند لیچینگ، کاتالیزور کبالت را که شامل ساختار پلی کریستالی است، از نظر شیمیایی حذف می کند. نتیجه یک میز الماس با بهبود مقاومت در برابر تخریب حرارتی و سایش ساینده است که منجر به عمر مفید برش می شود.. این فرآیند معمولاً در بیش از 10 ساعت در دمای 500 تا 600 درجه توسط کوره خلاء به پایان می رسد. هدف از لیچینگ افزایش چقرمگی PDC است. به طور معمول فقط میدان نفتی PDC از این فناوری استفاده می کند، زیرا محیط کاری میدان نفتی پیچیده تر است.

مختصرتاریخ

در دهه 1980، هم شرکت جنرال الکتریک (ایالات متحده آمریکا) و هم شرکت سومیتومو (ژاپن) حذف کبالت از سطح کار دندان‌های PDC را برای بهبود عملکرد دندان‌ها مورد مطالعه قرار دادند. اما آنها به موفقیت تجاری دست نیافتند. یک فناوری بعداً توسط Hycalog دوباره توسعه و ثبت شد（ایالات متحده آمریکا）. ثابت شد که اگر بتوان مواد فلزی را از شکاف دانه جدا کرد، پایداری حرارتی دندان‌های PDC تا حد زیادی بهبود می‌یابد تا بیت بتواند در ساختارهای سخت‌تر و ساینده‌تر حفاری بهتری داشته باشد. این فناوری حذف کبالت مقاومت به سایش دندان‌های PDC را در سازندهای سنگ سخت بسیار ساینده بهبود می‌بخشد و دامنه کاربرد بیت‌های PDC را بیشتر می‌کند.