PDCビットカッターの製造

PDC ビット カッターは、多結晶ダイヤモンド コンパクト カッターと呼ばれます。この合成材料は純度 90 ～ 95% のダイヤモンドで、ビットの本体にセットされるコンパクトに製造されています。これらのタイプのビットで発生する高い摩擦温度により、多結晶ダイヤモンドが分解され、熱的に安定な多結晶ダイヤモンド - TSP ダイヤモンドが開発されました。

PCD (多結晶ダイヤモンド) は、2 段階の高温高圧プロセスで形成されます。プロセスの最初の段階は、コバルト、ニッケル、および鉄またはマンガンの触媒/溶液の存在下でグラファイトを 600,000 psi を超える圧力にさらすことによって、人工ダイヤモンド結晶を製造することです。これらの条件では、ダイヤモンド結晶が急速に形成されます。ただし、グラファイトをダイヤモンドに変換するプロセス中に、体積収縮があり、形成中の結晶間で触媒/溶媒が流れ、結晶間結合が妨げられるため、プロセスのこの部分からはダイヤモンド結晶粉末のみが生成されます。

プロセスの第 2 段階では、PCD ブランクまたは「カッター」が液相焼結操作によって形成されます。プロセスの第 1 段階で形成されたダイヤモンド パウダーは、触媒/バインダーと完全に混合され、1400 ℃ を超える温度と 750,000 psi の圧力にさらされます。焼結の主なメカニズムは、エッジ、コーナー、および点またはエッジの接触によって生じる高圧点でダイヤモンド結晶を溶解することです。これに続いて、面上および結晶間の接触角が小さい部位でのダイヤモンドのエピタキシャル成長が行われます。この再成長プロセスは、結合ゾーンから液体結合剤を除いて、真のダイヤモンド間結合を形成します。結合剤は、ダイアモンドの連続したネットワークと共存して、細孔の多かれ少なかれ連続したネットワークを形成します。 PCD の典型的なダイヤモンド濃度は 90 ～ 97 vol.% です。

ＰＣＤが炭化タングステン基材に化学的に結合された複合成形体が必要な場合、炭化タングステンからコバルト結合剤を溶融および押し出すことによって、隣接する炭化タングステン基材からＰＣＤの結合剤の一部または全部を得ることができる。

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