Toplotno stabilen polikristalni diamantni rezkar

Toplotno stabilni polikristalni rezkarji z diamantnimi nastavki so bili uvedeni, ko je bilo ugotovljeno, da so se nastavki PDC med vrtanjem včasih okrušili. Ta napaka je bila posledica notranjih napetosti, ki jih je povzročila različna ekspanzija diamanta in vezivnega materiala.

Kobalt je najpogosteje uporabljeno vezivo v sintranih izdelkih PCD. Ta material ima toplotni koeficient razteznosti 1,2 x 10 ^-5 deg. C v primerjavi z 2,7 x 10 ^-6 za diamant. Zato se kobalt širi hitreje kot diamant. Ko se skupna temperatura rezalnika dvigne nad 730 stopinj C, notranje napetosti, ki jih povzročajo različne stopnje ekspanzije, povzročijo hude medzrnske razpoke, makro drobljenje in hitro odpoved rezalnika.

Te temperature so veliko višje od temperatur, ki jih najdemo na dnu vrtine (običajno 100 stopinj C na 8000 ft). Nastanejo zaradi trenja, ki nastane zaradi strižnega delovanja, s katerim ti kosi režejo skalo.

Ta temperaturna pregrada 730 stopinj C je predstavljala resne ovire za izboljšano delovanje rezalnih nastavkov PCD.

Proizvajalci so eksperimentirali z izboljšanjem toplotne stabilnosti rezil in razviti so bili termično stabilni polikristalni diamantni rezalniki.

Ti rezalniki so stabilnejši pri višjih temperaturah, ker je bilo odstranjeno vezivo kobalta, kar odpravlja notranje napetosti, ki jih povzroča diferencialna ekspanzija. Ker je večina veziva medsebojno povezana, se lahko s podaljšano obdelavo s kislinami večina izluži. Vezi med sosednjimi diamantnimi delci ostanejo nespremenjene in ohranijo 50–80 % trdnosti kompaktov. Izluženi PCD je termično stabilen v inertni ali redukcijski atmosferi do 1200 °C, vendar se razgradi pri 875 °C v prisotnosti kisika.

Dokazano je bilo, da se bo toplotna stabilnost zob PDC bistveno izboljšala, če bo kobaltov material mogoče odstraniti iz zrnate reže, tako da bo lahko svedro bolje vrtalo v trše in bolj abrazivne formacije. Ta tehnologija odstranjevanja kobalta poveča odpornost proti obrabi zob PDC v visoko abrazivnih formacijah trde kamnine in dodatno razširi obseg uporabe nastavkov PDC.

Za več informacij o rezkarjih PDC nas lahko obiščete na www.zzbetter.com