sm_banner

الإخبارية

قواطع الماس متعددة الكريستالات (PDC)

الماس هو أصعب مادة معروفة. تمنحه هذه الصلابة خصائص فائقة لقطع أي مادة أخرى. يعتبر PDC مهمًا للغاية للحفر ، لأنه يجمع الماس الصغير غير المكلف من صنع الإنسان في كتل كبيرة نسبيًا متشابكة من البلورات الموجهة عشوائيًا والتي يمكن تشكيلها في أشكال مفيدة تسمى طاولات الماس. الطاولات الماسية هي جزء من القاطع الذي يتصل بالتكوين. إلى جانب صلابتها ، تتميز طاولات PDC الماسية بخاصية أساسية لقواطع مثقاب: فهي ترتبط بكفاءة بمواد كربيد التنجستن التي يمكن لحامها بالنحاس (إرفاقها) بأجسام البت. الماس ، في حد ذاته ، لن يترابط معًا ، ولا يمكن ربطه بالنحاس.

الماس الاصطناعي

تُستخدم حبيبات الماس بشكل شائع لوصف حبيبات صغيرة (0.00004 بوصة) من الماس الاصطناعي المستخدم كمواد خام رئيسية لقواطع PDC. من حيث المواد الكيميائية والخصائص ، الماس الصناعي مطابق للماس الطبيعي. يتطلب صنع حبيبات الماس عملية بسيطة كيميائيًا: يتم تسخين الكربون العادي تحت ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية. لكن من الناحية العملية ، فإن صنع الماس ليس بالأمر السهل.

بلورات الماس الفردية الموجودة في حبيبات الماس موجهة بشكل متنوع. هذا يجعل المادة قوية وحادة ، وبسبب صلابة الماس المحتوي ، فهي شديدة المقاومة للتآكل. في الواقع ، يعمل الهيكل العشوائي الموجود في الماس الصناعي المرتبط بشكل أفضل في القص من الماس الطبيعي ، لأن الماس الطبيعي عبارة عن بلورات مكعبة تتكسر بسهولة على طول حدودها البلورية المنظمة.

ومع ذلك ، فإن الحبيبات الماسية تكون أقل استقرارًا في درجات الحرارة المرتفعة من الماس الطبيعي. نظرًا لأن المحفز المعدني المحاصر في هيكل الحبيبات لديه معدل تمدد حراري أعلى من الماس ، فإن التمدد التفاضلي يضع روابط الماس إلى الماس تحت القص ، وإذا كانت الأحمال مرتفعة بدرجة كافية ، فإنها تسبب الفشل. إذا فشلت السندات ، يتم فقد الماس بسرعة ، لذلك يفقد PDC صلابته وحدته ويصبح غير فعال. لمنع مثل هذا الفشل ، يجب تبريد قواطع PDC بشكل مناسب أثناء الحفر.

طاولات الماس

لتصنيع طاولة ماسية ، يتم تلبيد حبيبات الماس بكربيد التنجستن والموثق المعدني لتشكيل طبقة غنية بالماس. إنها تشبه الرقاقة ، ويجب أن تكون سميكة قدر الإمكان من الناحية الهيكلية ، لأن حجم الماس يزيد من عمر التآكل. تتراوح طاولات الألماس عالية الجودة من 2 إلى 4 مم ، وسيؤدي التقدم التكنولوجي إلى زيادة سمك الطاولة الماسية. عادة ما تكون ركائز كربيد التنجستن 0.5 بوصة عالية ولها نفس الشكل والأبعاد المقطعية مثل طاولة الماس. يشكل الجزءان ، الجدول الماسي والركيزة ، القاطع (الشكل 4).

يتضمن تشكيل PDC إلى أشكال مفيدة للقواطع وضع حبيبات الماس ، جنبًا إلى جنب مع ركائزها ، في وعاء ضغط ثم التلبيد عند درجات حرارة وضغط مرتفعين.

لا يمكن السماح لقواطع PDC بتجاوز درجات حرارة 1،382 درجة فهرنهايت [750 درجة مئوية]. تنتج الحرارة المفرطة تآكلًا سريعًا ، لأن التمدد الحراري التفاضلي بين المادة الرابطة والماس يميل إلى كسر بلورات حبيبات الماس المتشابكة في طاولة الألماس. كما تتعرض قوة الرابطة بين طاولة الألماس وركيزة كربيد التنجستن للخطر بسبب التمدد الحراري التفاضلي.


الوقت ما بعد: 2021 -08 أبريل