PDC ning issiqlik aşınması va kobaltni olib tashlash

I. PDC ning issiqlik aşınması va kobaltni olib tashlash

PDC ning yuqori bosimli sinterlash jarayonida kobalt olmos va olmosning to'g'ridan-to'g'ri kombinatsiyasini rag'batlantirish uchun katalizator vazifasini bajaradi va olmos qatlami va volfram karbid matritsasini bir butunga aylantiradi, natijada PDC kesish tishlari neft konlarini geologik burg'ulash uchun yuqori qattiqlik va mukammal aşınma qarshilikka ega bo'ladi,

Olmoslarning issiqlikka chidamliligi juda cheklangan. Atmosfera bosimi ostida olmos yuzasi 900℃ yoki undan yuqori haroratlarda o'zgarishi mumkin. Foydalanish jarayonida an'anaviy PDClar taxminan 750℃ da parchalanishga moyil bo'ladi. Qattiq va abraziv tog' jinslari qatlamlarini burg'ilashda PDClar ishqalanish issiqligi tufayli bu haroratga osongina yetib borishi mumkin va oniy harorat (ya'ni, mikroskopik darajadagi lokal 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 chiqadigan grafitlanish tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, kobaltning issiqlik kengayish koeffitsienti olmosnikiga qaraganda ancha yuqori, shuning uchun qizdirish paytida olmos donalari orasidagi bog'lanish kobaltning kengayishi bilan buzilishi mumkin.

1983-yilda ikki tadqiqotchi standart PDC olmos qatlamlari yuzasida olmosni olib tashlash usulini qo'llashdi va bu PDC tishlarining ish faoliyatini sezilarli darajada oshirdi. Biroq, bu ixtiro munosib e'tiborga sazovor bo'lmadi. Faqat 2000-yildan keyin PDC olmos qatlamlarini chuqurroq tushunish bilan burg'ulash yetkazib beruvchilari ushbu texnologiyani tog' jinslarini burg'ulashda ishlatiladigan PDC tishlariga qo'llay boshladilar. Ushbu usul bilan ishlov berilgan tishlar sezilarli darajada termal mexanik aşınmaya ega yuqori abraziv hosil bo'lishlar uchun mos keladi va odatda "dekobaltlangan" tishlar deb ataladi.

"De-kobalt" deb ataladigan narsa PDC tayyorlash uchun an'anaviy usulda tayyorlanadi, so'ngra uning olmos qatlamining yuzasi kuchli kislotaga botiriladi va kislota bilan ishlov berish jarayonida kobalt fazasini olib tashlaydi. Kobaltni olib tashlash chuqurligi taxminan 200 mikronga yetishi mumkin.

Ikkita bir xil PDC tishlarida (ulardan biri olmos qatlami yuzasida kobaltni olib tashlash bilan ishlov berilgan) og'ir aşınma sinovi o'tkazildi. 5000 m granitni kesgandan so'ng, kobaltsiz PDC ning aşınma tezligi keskin osha boshlaganligi aniqlandi. Aksincha, kobaltsiz PDC taxminan 15000 m tog' jinslarini kesishda nisbatan barqaror kesish tezligini saqlab qoldi.

2. PDC ni aniqlash usuli

PDC tishlarini aniqlashning ikki xil usuli mavjud: halokatli sinov va halokatsiz sinov.

1. Vayronkor sinov

Ushbu sinovlar quduq osti sharoitlarini iloji boricha realistik tarzda simulyatsiya qilish va bunday sharoitlarda tishlarni kesish samaradorligini baholash uchun mo'ljallangan. Vayronkor sinovlarning ikkita asosiy shakli aşınmaya bardoshlik sinovlari va zarbaga chidamlilik sinovlaridir.

(1) Aşınmaya bardoshlilik sinovi

PDC aşınmaya bardoshlilik sinovlarini o'tkazish uchun uch turdagi uskunalar qo'llaniladi:

A. Vertikal torna stanogi (VTL)

Sinov paytida, avval PDC uchini VTL torna stanogiga mahkamlang va PDC uchi yoniga tosh namunasini (odatda granit) qo'ying. Keyin tosh namunasini torna o'qi atrofida ma'lum bir tezlikda aylantiring. PDC uchi ma'lum bir chuqurlikdagi tosh namunasini kesadi. Sinov uchun granitdan foydalanilganda, bu kesish chuqurligi odatda 1 mm dan kam bo'ladi. Ushbu sinov quruq yoki ho'l bo'lishi mumkin. "Quruq VTL sinovi"da, PDC uchi toshni kesganda, sovutish qo'llanilmaydi; hosil bo'lgan barcha ishqalanish issiqligi PDC ga kiradi va olmosning grafitlanish jarayonini tezlashtiradi. Ushbu sinov usuli yuqori burg'ulash bosimi yoki yuqori aylanish tezligini talab qiladigan sharoitlarda PDC uchlarini baholashda ajoyib natijalar beradi.

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

B, gorizontal torna stanogi

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

PDC tishli yetkazib beruvchilari tomonidan qo'llaniladigan granit sinov parametrlari har xil bo'ladi. Masalan, Qo'shma Shtatlardagi Synthetic Corporation va DI Company tomonidan qo'llaniladigan sinov parametrlari bir xil emas, lekin ular sinovlari uchun bir xil granit materialidan foydalanadilar, juda kam g'ovaklilikka ega va 190MPa siqish kuchiga ega qo'pol va o'rta darajadagi polikristalli magmatik tog' jinsi.

C. Aşınma nisbati o'lchov vositasi

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

(2) Ta'sirga chidamlilik sinovi

Zarba sinovi usuli PDC tishlarini 15-25 daraja burchak ostida o'rnatishni va keyin ma'lum bir balandlikdan biror narsani tashlab, PDC tishlaridagi olmos qatlamiga vertikal ravishda urishni o'z ichiga oladi. Yiqilayotgan narsaning og'irligi va balandligi sinov tishining zarba energiyasi darajasini ko'rsatadi, bu asta-sekin 100 joulgacha ko'tarilishi mumkin. Har bir tishga keyingi sinovdan o'tkazib bo'lmaguncha 3-7 marta zarba berish mumkin. Odatda, har bir energiya darajasida har bir turdagi tishdan kamida 10 ta namuna sinovdan o'tkaziladi. Tishlarning zarbaga chidamliligi ma'lum bir diapazonga ega bo'lganligi sababli, har bir energiya darajasidagi sinov natijalari har bir tish uchun zarbadan keyin olmosning o'rtacha yorilish maydoni hisoblanadi.

2. Buzmaydigan sinov

Eng ko'p qo'llaniladigan buzmaydigan sinov usuli (vizual va mikroskopik tekshiruvdan tashqari) ultratovush tekshiruvi (Cscan).

C skanerlash texnologiyasi kichik nuqsonlarni aniqlay oladi va nuqsonlarning joylashuvi va hajmini aniqlay oladi. Ushbu sinovni o'tkazishda avval PDC tishini suv idishiga soling, so'ngra ultratovushli zond bilan skanerlang;

Ushbu maqola “dan qayta nashr etilganXalqaro metallga ishlov berish tarmog'i"