I. Gwisgo thermol a chael gwared â chobalt PDC
Yn y broses sinteru pwysedd uchel o PDC, mae cobalt yn gweithredu fel catalydd i hyrwyddo'r cyfuniad uniongyrchol o ddiamwnt a diemwnt, a gwneud i'r haen diemwnt a matrics carbid twngsten ddod yn gyfanwaith, gan arwain at ddannedd torri PDC sy'n addas ar gyfer drilio daearegol maes olew gyda chaledwch uchel a gwrthiant gwisgo rhagorol,
Mae ymwrthedd gwres diemwntau yn eithaf cyfyngedig. O dan bwysau atmosfferig, gall wyneb diemwnt drawsnewid ar dymheredd tua 900℃ neu uwch. Yn ystod y defnydd, mae PDCau traddodiadol yn tueddu i ddiraddio tua 750℃. Wrth ddrilio trwy haenau craig caled a sgraffiniol, gall PDCau gyrraedd y tymheredd hwn yn hawdd oherwydd gwres ffrithiannol, a gall y tymheredd ar unwaith (h.y., tymheredd lleol ar y lefel microsgopig) fod hyd yn oed yn uwch, gan fod yn llawer uwch na phwynt toddi cobalt (1495°C).
O'i gymharu â diemwnt pur, oherwydd presenoldeb cobalt, mae diemwnt yn trosi'n graffit ar dymheredd is. O ganlyniad, mae traul ar ddiemwnt yn cael ei achosi gan y graffiteiddio sy'n deillio o wres ffrithiannol lleol. Yn ogystal, mae cyfernod ehangu thermol cobalt yn llawer uwch na chyfernod ehangu thermol diemwnt, felly yn ystod gwresogi, gall ehangu cobalt amharu ar y bondio rhwng gronynnau diemwnt.
Ym 1983, cynhaliodd dau ymchwilydd driniaeth tynnu diemwnt ar wyneb haenau diemwnt PDC safonol, gan wella perfformiad dannedd PDC yn sylweddol. Fodd bynnag, ni chafodd y ddyfais hon y sylw haeddiannol. Dim ond ar ôl 2000, gyda dealltwriaeth ddyfnach o haenau diemwnt PDC, y dechreuodd cyflenwyr driliau gymhwyso'r dechnoleg hon i ddannedd PDC a ddefnyddir mewn drilio creigiau. Mae dannedd a gafodd eu trin â'r dull hwn yn addas ar gyfer ffurfiannau sgraffiniol iawn gyda gwisgo mecanyddol thermol sylweddol ac fe'u cyfeirir atynt yn gyffredin fel dannedd "dad-gobalt".
Gwneir yr hyn a elwir yn “dad-cobalt” yn y ffordd draddodiadol o wneud PDC, ac yna caiff wyneb ei haen diemwnt ei drochi mewn asid cryf i gael gwared ar y cyfnod cobalt trwy'r broses ysgythru asid. Gall dyfnder tynnu cobalt gyrraedd tua 200 micron.
Cynhaliwyd prawf gwisgo trwm ar ddau ddant PDC union yr un fath (yr oedd un ohonynt wedi cael triniaeth tynnu cobalt ar wyneb yr haen diemwnt). Ar ôl torri 5000m o wenithfaen, canfuwyd bod cyfradd gwisgo'r PDC heb dynnu cobalt wedi dechrau cynyddu'n sydyn. Mewn cyferbyniad, cynhaliodd y PDC heb dynnu cobalt gyflymder torri cymharol sefydlog wrth dorri tua 15000m o graig.
2. Dull canfod PDC
Mae dau fath o ddull i ganfod dannedd PDC, sef profion dinistriol a phrofion nad ydynt yn ddinistriol.
1. Profi dinistriol
Bwriad y profion hyn yw efelychu amodau twll i lawr mor realistig â phosibl er mwyn gwerthuso perfformiad dannedd torri o dan amodau o'r fath. Y ddau brif fath o brofion dinistriol yw profion gwrthsefyll gwisgo a phrofion gwrthsefyll effaith.
(1) Prawf gwrthsefyll gwisgo
Defnyddir tri math o offer i gynnal profion gwrthsefyll gwisgo PDC:
A. Turn fertigol (VTL)
Yn ystod y prawf, yn gyntaf trwsiwch y darn PDC i'r turn VTL a gosodwch sampl graig (gwenithfaen fel arfer) wrth ymyl y darn PDC. Yna cylchdrowch y sampl graig o amgylch echel y turn ar gyflymder penodol. Mae'r darn PDC yn torri i mewn i'r sampl graig gyda dyfnder penodol. Wrth ddefnyddio gwenithfaen ar gyfer profi, mae'r dyfnder torri hwn fel arfer yn llai nag 1 mm. Gall y prawf hwn fod naill ai'n sych neu'n wlyb. Mewn "phrawf VTL sych," pan fydd y darn PDC yn torri trwy'r graig, ni roddir unrhyw oeri; mae'r holl wres ffrithiannol a gynhyrchir yn mynd i mewn i'r PDC, gan gyflymu'r broses graffiteiddio o'r diemwnt. Mae'r dull profi hwn yn cynhyrchu canlyniadau rhagorol wrth werthuso darnau PDC o dan amodau sy'n gofyn am bwysau drilio uchel neu gyflymder cylchdro uchel.
Mae'r "prawf VTL gwlyb" yn canfod oes PDC o dan amodau gwresogi cymedrol trwy oeri dannedd y PDC â dŵr neu aer yn ystod y profion. Felly, prif ffynhonnell traul y prawf hwn yw malu'r sampl graig yn hytrach na'r ffactor gwresogi.
B, turn llorweddol
Cynhelir y prawf hwn hefyd gyda gwenithfaen, ac mae egwyddor y prawf yn y bôn yr un fath â VTL. Dim ond ychydig funudau yw amser y prawf, ac mae'r sioc thermol rhwng gwenithfaen a dannedd PDC yn gyfyngedig iawn.
Bydd y paramedrau prawf gwenithfaen a ddefnyddir gan gyflenwyr offer PDC yn amrywio. Er enghraifft, nid yw'r paramedrau prawf a ddefnyddir gan Synthetic Corporation a DI Company yn yr Unol Daleithiau yn union yr un fath, ond maent yn defnyddio'r un deunydd gwenithfaen ar gyfer eu profion, sef craig igneaidd polygrisialog gradd ganolig bras i ganolig gyda mandylledd bach iawn a chryfder cywasgol o 190MPa.
C. Offeryn mesur cymhareb crafiad
O dan yr amodau penodedig, defnyddir haen ddiemwnt PDC i docio olwyn malu silicon carbid, a chymerir y gymhareb rhwng cyfradd gwisgo'r olwyn malu a chyfradd gwisgo PDC fel mynegai gwisgo PDC, a elwir yn gymhareb gwisgo.
(2) Prawf gwrthsefyll effaith
Mae'r dull ar gyfer profi effaith yn cynnwys gosod dannedd PDC ar ongl o 15-25 gradd ac yna gollwng gwrthrych o uchder penodol i daro'r haen ddiemwnt ar y dannedd PDC yn fertigol. Mae pwysau ac uchder y gwrthrych sy'n cwympo yn dangos lefel ynni'r effaith a brofir gan y dant prawf, a all gynyddu'n raddol hyd at 100 joule. Gellir taro pob dant 3-7 gwaith nes na ellir ei brofi ymhellach. Yn gyffredinol, profir o leiaf 10 sampl o bob math o ddant ar bob lefel ynni. Gan fod amrediad yng ngwrthiant dannedd i effaith, canlyniadau'r prawf ar bob lefel ynni yw arwynebedd cyfartalog diemwnt yn asgwrn ar ôl effaith ar gyfer pob dant.
2. Profi nad yw'n ddinistriol
Y dechneg profi anninistriol a ddefnyddir fwyaf eang (heblaw am archwiliad gweledol a microsgopig) yw sganio uwchsonig (Cscan).
Gall technoleg sganio C ganfod diffygion bach a phennu lleoliad a maint diffygion. Wrth wneud y prawf hwn, rhowch y dant PDC mewn tanc dŵr yn gyntaf, ac yna sganiwch gyda chwiliedydd uwchsonig;
Mae'r erthygl hon wedi'i hailargraffu o “Rhwydwaith Gwaith Metel Rhyngwladol“
Amser postio: Mawrth-21-2025
