De cryogene behandeling van PDC-snijder

PDC-frees is een composietmateriaal met uitstekende eigenschappen, verkregen door het sinteren van diamantpoeder met een gecementeerd carbidesubstraat met behulp van hogetemperatuur- en hogedruktechnologie (HTHP).

De PDC-snijder heeft een grote thermische geleidbaarheid, ultrahoge hardheid en slijtvastheid, evenals hoge sterkte, hoge slagvastheid en gemakkelijk te lassen.

De polykristallijne diamantlaag wordt ondersteund door het gecementeerde carbidesubstraat, dat de grote schokbelasting kan absorberen en ernstige schade tijdens het werk kan voorkomen. Zo werd PDC op grote schaal gebruikt voor de productie van snijgereedschappen, boren voor geologische en olie- en gasbronnen en andere slijtvaste gereedschappen.

Op het gebied van olie- en gasboringen wordt ruim 90% van de totale boorbeelden aangevuld met PDC-bits. PDC-bits worden normaal gesproken gebruikt voor het boren van zachte tot middelharde rotsformaties. Als het om diepboren gaat, zijn er nog steeds problemen met een korte levensduur en een lage ROP.

In de diepe complexformatie zijn de werkomstandigheden van de PDC-boor erg zwaar. De belangrijkste vormen van falen van het composietstuk zijn onder meer macrofracturen zoals gebroken tanden en afbrokkeling veroorzaakt door de impact veroorzaakt door de boor die een grote impactbelasting ontvangt, en een te hoge temperatuur in het boorgat die composietstukken veroorzaakt. De verminderde slijtvastheid van de plaat veroorzaakt thermische slijtage van de PDC-composietplaat. Het bovengenoemde falen van de PDC-composietplaat zal de levensduur en de boorefficiëntie aanzienlijk beïnvloeden.

Wat is cryogene behandeling?

Cryogene behandeling is een uitbreiding van conventionele warmte. Het maakt gebruik van vloeibare stikstof en andere koelmiddelen als koelmedia om materialen af ​​te koelen tot een temperatuur ver onder kamertemperatuur (-100~-196°C) om hun prestaties te verbeteren.

Veel bestaande onderzoeken hebben aangetoond dat cryogene behandeling de mechanische eigenschappen van staal, aluminiumlegeringen en andere materialen aanzienlijk kan verbeteren. Na cryogene behandeling treedt bij deze materialen het precipitatieversterkende fenomeen op. De cryogene behandeling kan de buigsterkte, slijtvastheid en snijprestaties van hardmetalen gereedschappen verbeteren, vergezeld van een effectieve verbetering van de levensduur. Relevant onderzoek heeft ook aangetoond dat cryogene behandeling de statische druksterkte van diamantdeeltjes kan verbeteren. De belangrijkste reden voor de toename in sterkte is de verandering van de restspanningstoestand.

Maar kunnen we de prestaties van de PDC-snijder verbeteren door middel van cryogene behandeling? Op dit moment zijn er weinig relevante onderzoeken.

De methode van cryogene behandeling

Een cryogene behandelingsmethode voor PDC-snijders, de bewerkingen zijn:

(1) Plaats de PDC-snijders bij kamertemperatuur in een cryogene behandelingsoven;

(2) Schakel de cryogene behandelingsoven in, laat vloeibare stikstof door en gebruik temperatuurregeling om de temperatuur in de cryogene behandelingsoven te verlagen tot -30 ℃ met een snelheid van -3 ℃/min; wanneer de temperatuur -30℃ bereikt, zal deze dalen tot -1℃/min. Reduceren tot -120℃; nadat de temperatuur -120℃ heeft bereikt, verlaag de temperatuur tot -196℃ met een snelheid van -0,1℃/min;

(3) Bewaar het gedurende 24 uur bij een temperatuur van -196°C;

(4) Verhoog vervolgens de temperatuur tot -120°C met een snelheid van 0,1°C/min, verlaag deze vervolgens tot -30°C met een snelheid van 1°C/min en verlaag deze uiteindelijk tot kamertemperatuur met een snelheid van 3°C/min;

(5) Herhaal bovenstaande handeling twee keer om de cryogene behandeling van de PDC-snijders te voltooien.

De cryogeen behandelde PDC-snijder en de onbehandelde PDC-snijder zijn getest op de slijtageverhouding van de slijpschijf. Uit de testresultaten bleek dat de slijtageverhoudingen respectievelijk 3380000 en 4800000 waren. Uit de testresultaten bleek dat na diepe koeling de slijtageverhouding van de koudbehandelde PDC-snijder aanzienlijk lager is dan die van de PDC-snijder zonder cryogene behandeling.

Bovendien werden de cryogeen behandelde en onbehandelde PDC-composietplaten aan de matrix gelast en over 200 meter geboord in hetzelfde gedeelte van aangrenzende putten met dezelfde boorparameters. De mechanische boor-ROP van een boor wordt met 27,8% verhoogd bij gebruik van cryogeen behandelde PDC, vergeleken met degene die geen cryogeen behandelde PDC-snijder gebruikt.

Wat vindt u van de cryogene behandeling van PDC-snijder? Welkom om ons uw opmerkingen achter te laten.

Voor PDC-snijders kunt u ons per e-mail bereiken op [email protected].