Lixiviation PDC

Barrière-plan

Les compacts de diamant polycristallin (PDC) ont été utilisés dans des applications industrielles, y compris des applications de forage de roches et des applications d'usinage de métaux. De tels compacts ont démontré des avantages par rapport à certains autres types d'éléments de coupe, tels qu'une meilleure résistance à l'usure et une meilleure résistance aux chocs. Le PDC peut être formé en frittant ensemble des particules de diamant individuelles dans des conditions de haute pression et de haute température (HPHT), en présence d'un catalyseur/solvant qui favorise la liaison diamant-diamant. Certains exemples de catalyseurs/solvants pour comprimés de diamant frittés sont le cobalt, le nickel, le fer et d'autres métaux du groupe VIII. Les PDC ont généralement une teneur en diamant supérieure à soixante-dix pour cent en volume, environ quatre-vingts pour cent à environ quatre-vingt-dix-huit pour cent étant typiques. Le PDC est lié à un substrat, formant ainsi un outil de coupe PDC, qui peut généralement être inséré dans ou monté sur un outil de fond de trou tel qu'un trépan ou un alésoir.

Lixiviation PDC

Les fraises PDC sont fabriquées à partir d'un substrat en carbure de tungstène et d'une poudre de diamant à haute température et haute pression. Le cobalt est un liant. Le processus de lixiviation élimine chimiquement le catalyseur au cobalt qui comprend une structure polycristalline. Le résultat est une table diamantée avec une meilleure résistance à la dégradation thermique et à l'usure par abrasion, ce qui prolonge la durée de vie utile de la fraise. Ce processus est normalement terminé en plus de 10 heures sous 500 à 600 degrés par four sous vide. Le lessivage a pour but d'améliorer la ténacité du PDC. Normalement, seul le champ pétrolifère PDC adopte cette technologie, car l'environnement de travail du champ pétrolifère est plus complexe.

BrefHistoire

Dans les années 1980, GE Company (États-Unis) et Sumitomo Company (Japon) ont étudié l'élimination du cobalt de la surface de travail des dents PDC pour améliorer les performances de travail des dents. Mais ils n'ont pas connu de succès commercial. Une technologie a ensuite été redéveloppée et brevetée par Hycalog（Etats-Unis）. Il a été prouvé que si le matériau métallique peut être retiré de l'espace entre les grains, la stabilité thermique des dents PDC sera grandement améliorée, de sorte que le trépan peut mieux forer dans des formations plus dures et plus abrasives. Cette technologie d'élimination du cobalt améliore la résistance à l'usure des dents PDC dans les formations rocheuses dures hautement abrasives et élargit encore la gamme d'applications des trépans PDC.