PDC ning termal aşınması va kobaltni olib tashlash

I. PDC ning termal aşınması va kobaltni olib tashlash

PDC ning yuqori bosimli sinterlash jarayonida kobalt olmos va olmosning to'g'ridan-to'g'ri birikmasini targ'ib qilish uchun katalizator vazifasini bajaradi va olmos qatlami va volfram karbid matritsasi bir butun bo'lib qoladi, natijada PDC kesish tishlari yuqori qattiqlik va mukammal aşınma qarshilik bilan neft konlarini geologik burg'ilash uchun mos keladi.

Olmosning issiqlikka chidamliligi juda cheklangan. Atmosfera bosimi ostida olmos yuzasi 900 ℃ yoki undan yuqori haroratlarda o'zgarishi mumkin. Foydalanish vaqtida an'anaviy PDClar taxminan 750 ℃ da degradatsiyaga uchraydi. Qattiq va abraziv tosh qatlamlarini burg'ulashda PDC ishqalanish issiqligi tufayli bu haroratga osongina erisha oladi va oniy harorat (ya'ni, mikroskopik darajadagi lokalizatsiya qilingan harorat) kobaltning erish nuqtasidan (1495 ° C) ancha yuqori bo'lishi mumkin.

Sof olmos bilan solishtirganda, kobalt mavjudligi sababli, olmos past haroratlarda grafitga aylanadi. Natijada, olmosning aşınması mahalliy ishqalanish issiqligidan kelib chiqqan grafitlanish natijasida yuzaga keladi. Bundan tashqari, kobaltning termal kengayish koeffitsienti olmosnikiga qaraganda ancha yuqori, shuning uchun isitish vaqtida olmos donalari orasidagi bog'lanish kobaltning kengayishi bilan buzilishi mumkin.

1983 yilda ikkita tadqiqotchi standart PDC olmos qatlamlari yuzasida olmosni olib tashlashni amalga oshirdi, bu PDC tishlarining ish faoliyatini sezilarli darajada oshirdi. Biroq, bu ixtiroga munosib e'tibor berilmadi. 2000 yildan keyin PDC olmos qatlamlarini chuqurroq anglagan holda, burg'ulash etkazib beruvchilari ushbu texnologiyani tosh burg'ulashda ishlatiladigan PDC tishlariga qo'llashni boshladilar. Ushbu usul bilan ishlov berilgan tishlar sezilarli termal mexanik aşınmaya ega bo'lgan yuqori abraziv shakllanishlar uchun javob beradi va odatda "de-kobaltlangan" tishlar deb ataladi.

"De-kobalt" deb ataladigan narsa PDC qilish uchun an'anaviy tarzda ishlab chiqariladi, so'ngra uning olmos qatlamining yuzasi kislotali ishlov berish orqali kobalt fazasini olib tashlash uchun kuchli kislotaga botiriladi. Kobaltni olib tashlash chuqurligi taxminan 200 mikronga yetishi mumkin.

Ikkita bir xil PDC tishlarida og'ir yuk sinovi o'tkazildi (ulardan biri olmos qatlami yuzasida kobaltni olib tashlash bilan ishlov berilgan). 5000 m granitni kesib bo'lgach, kobaltdan tozalanmagan PDC ning aşınma tezligi keskin o'sa boshlaganligi aniqlandi. Aksincha, kobaltdan tozalangan PDC taxminan 15000 m toshni kesishda nisbatan barqaror kesish tezligini saqlab qoldi.

2. PDC ni aniqlash usuli

PDC tishlarini aniqlashning ikki xil usuli mavjud, ya'ni buzg'unchi va buzilmaydigan sinov.

1. Destruktiv sinov

Ushbu testlar bunday sharoitlarda kesish tishlarining ishlashini baholash uchun chuqurlik sharoitlarini iloji boricha real tarzda simulyatsiya qilish uchun mo'ljallangan. Buzg'unchi sinovning ikkita asosiy shakli - aşınma qarshilik sinovlari va zarba qarshiligi sinovlari.

(1) Aşınmaya qarshilik sinovi

PDC aşınma qarshilik sinovlarini o'tkazish uchun uch turdagi uskunalar qo'llaniladi:

A. Vertikal stanok (VTL)

Sinov paytida avval PDC bitini VTL stanogiga mahkamlang va PDC biti yoniga tosh namunasini (odatda granit) qo'ying. Keyin tosh namunasini torna o'qi atrofida ma'lum bir tezlikda aylantiring. PDC biti ma'lum bir chuqurlikdagi tosh namunasini kesadi. Sinov uchun granitdan foydalanilganda, bu kesish chuqurligi odatda 1 mm dan kam. Ushbu test quruq yoki ho'l bo'lishi mumkin. "Quruq VTL testida" PDC biti toshni kesib o'tganda, sovutish qo'llanilmaydi; hosil bo'lgan barcha ishqalanish issiqlik PDC ga kirib, olmosning grafitizatsiya jarayonini tezlashtiradi. Ushbu sinov usuli yuqori burg'ulash bosimi yoki yuqori aylanish tezligini talab qiladigan sharoitlarda PDC bitlarini baholashda ajoyib natijalar beradi.

"Ho'l VTL testi" sinov paytida PDC tishlarini suv yoki havo bilan sovutish orqali o'rtacha isitish sharoitida PDC ning ishlash muddatini aniqlaydi. Shuning uchun, bu sinovning asosiy aşınma manbai isitish omili emas, balki tosh namunasini maydalashdir.

B, gorizontal torna

Ushbu sinov granit bilan ham amalga oshiriladi va sinov printsipi asosan VTL bilan bir xil. Sinov vaqti atigi bir necha daqiqa, granit va PDC tishlari orasidagi termal zarba juda cheklangan.

PDC tishli etkazib beruvchilar tomonidan ishlatiladigan granit sinov parametrlari o'zgaradi. Misol uchun, Qo'shma Shtatlardagi Synthetic Corporation va DI Company tomonidan qo'llaniladigan sinov parametrlari mutlaqo bir xil emas, lekin ular o'zlarining sinovlari uchun bir xil granit materialidan foydalanadilar, juda kam porozlik va 190MPa bosim kuchiga ega bo'lgan qo'pol va o'rta darajadagi polikristalli magmatik jins.

C. Aşınma nisbatini o'lchash asbobi

Belgilangan sharoitlarda PDC ning olmos qatlami kremniy karbid silliqlash g'ildiragini kesish uchun ishlatiladi va silliqlash g'ildiragining aşınma tezligi va PDC aşınma tezligi nisbati PDC ning aşınma indeksi sifatida qabul qilinadi, bu aşınma nisbati deb ataladi.

(2) Ta'sirga chidamlilik sinovi

Ta'sirni sinash usuli PDC tishlarini 15-25 daraja burchak ostida o'rnatishni va keyin PDC tishlariga olmos qatlamini vertikal ravishda urish uchun ob'ektni ma'lum bir balandlikdan tushirishni o'z ichiga oladi. Yiqilgan ob'ektning og'irligi va balandligi asta-sekin 100 joulgacha ko'tarilishi mumkin bo'lgan sinov tishi tomonidan boshdan kechirilgan zarba energiyasi darajasini ko'rsatadi. Har bir tishga 3-7 marta ta'sir qilish mumkin, toki u keyingi sinovdan o'tkazilmaydi. Odatda, har bir energiya darajasida har bir turdagi tishning kamida 10 ta namunasi sinovdan o'tkaziladi. Tishlarning ta'sirga chidamliligi oralig'i bo'lganligi sababli, har bir energiya darajasida sinov natijalari har bir tish uchun zarbadan keyin olmos parchalanishining o'rtacha maydoni hisoblanadi.

2. Buzilmaydigan sinov

Eng ko'p ishlatiladigan buzilmaydigan sinov usuli (vizual va mikroskopik tekshirishdan tashqari) ultratovushli skanerlash (Cscan).

C skanerlash texnologiyasi kichik nuqsonlarni aniqlashi va nuqsonlarning joylashuvi va hajmini aniqlashi mumkin. Ushbu testni bajarayotganda, avval PDC tishini suv idishiga joylashtiring va keyin ultratovushli prob bilan skanerlang;

Ushbu maqola qayta nashr etilgan "Xalqaro metallga ishlov berish tarmog'i"