PDC lúhovanie

Bzákladom

Polykryštalické diamantové výlisky (PDC) sa používajú v priemyselných aplikáciách, vrátane aplikácií na vŕtanie hornín a obrábanie kovov. Takéto výlisky preukázali výhody oproti niektorým iným typom rezných prvkov, ako je lepšia odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti nárazu. PDC možno vytvoriť spekaním jednotlivých diamantových častíc dohromady za podmienok vysokého tlaku a vysokej teploty (HPHT) v prítomnosti katalyzátora/rozpúšťadla, ktoré podporuje väzbu diamant-diamant. Niektoré príklady katalyzátorov/rozpúšťadiel pre spekané diamantové výlisky sú kobalt, nikel, železo a iné kovy skupiny VIII. PDC majú zvyčajne obsah diamantov vyšší ako sedemdesiat objemových percent, pričom typických je približne osemdesiat až deväťdesiatosem percent. PDC sa pripojí k substrátu, čím sa vytvorí PDC fréza, ktorá je typicky vložiteľná do alebo namontovaná na nástroj na vŕtanie, ako je vrták alebo výstružník.

PDC lúhovanie

PDC frézy sú vyrobené zo substrátu z karbidu volfrámu a diamantového prášku pri vysokej teplote a vysokom tlaku. Kobalt je spojivo. Proces lúhovania chemicky odstraňuje kobaltový katalyzátor, ktorý obsahuje polykryštalickú štruktúru. Výsledkom je diamantový stôl so zlepšenou odolnosťou voči tepelnej degradácii a abrazívnemu opotrebovaniu, čo má za následok dlhšiu životnosť frézy. Tento proces je normálne ukončený za viac ako 10 hodín pri teplote 500 až 600 stupňov vo vákuovej peci. Účelom lúhovania je zvýšiť húževnatosť PDC. Za normálnych okolností používa túto technológiu len ropné pole PDC, pretože pracovné prostredie ropného poľa je zložitejšie.

StručnýHistória

V 80. rokoch 20. storočia GE Company (USA) a Sumitomo Company (Japonsko) študovali odstraňovanie kobaltu z pracovného povrchu zubov PDC s cieľom zlepšiť pracovný výkon zubov. Komerčný úspech však nedosiahli. Technológia bola neskôr znovu vyvinutá a patentovaná spoločnosťou Hycalog（USA）. Bolo dokázané, že ak je možné odstrániť kovový materiál z medzery zrna, tepelná stabilita zubov PDC sa výrazne zlepší, takže vrták môže lepšie vŕtať v tvrdších a abrazívnejších útvaroch. Táto technológia odstraňovania kobaltu zlepšuje odolnosť zubov PDC proti opotrebovaniu vo vysoko abrazívnych tvrdých horninových formáciách a ďalej rozširuje rozsah použitia bitov PDC.