PDC vyluhování

Bpozadí

Polykrystalické diamantové výlisky (PDC) se používají v průmyslových aplikacích, včetně aplikací vrtání hornin a aplikací obrábění kovů. Takové výlisky prokázaly výhody oproti některým jiným typům řezných prvků, jako je lepší odolnost proti opotřebení a odolnost proti nárazu. PDC lze vytvořit slinováním jednotlivých diamantových částic dohromady za podmínek vysokého tlaku a vysoké teploty (HPHT) v přítomnosti katalyzátoru/rozpouštědla, které podporuje vazbu diamant-diamant. Některé příklady katalyzátorů/rozpouštědel pro slinuté diamantové výlisky jsou kobalt, nikl, železo a další kovy skupiny VIII. PDC mají obvykle obsah diamantů větší než sedmdesát procent objemu, přičemž typických je přibližně osmdesát až devadesát osm procent. PDC je připojen k substrátu, čímž se vytvoří PDC fréza, která je typicky vložitelná do nebo namontovaná na nástroj pro vrtání, jako je vrták nebo výstružník.

PDC vyluhování

PDC frézy jsou vyrobeny ze substrátu karbidu wolframu a diamantového prášku za vysoké teploty a vysokého tlaku. Kobalt je pojivo. Proces loužení chemicky odstraňuje kobaltový katalyzátor, který obsahuje polykrystalickou strukturu. Výsledkem je diamantový stůl se zlepšenou odolností proti tepelné degradaci a abrazivnímu opotřebení, což má za následek delší životnost frézy. Tento proces je normálně dokončen za více než 10 hodin při teplotě 500 až 600 stupňů ve vakuové peci. Účelem vyluhování je zvýšit houževnatost PDC. Normálně tuto technologii využívá pouze ropné pole PDC, protože pracovní prostředí ropného pole je složitější.

StručnýDějiny

V 80. letech 20. století jak GE Company (USA) tak Sumitomo Company (Japonsko) studovaly odstraňování kobaltu z pracovního povrchu zubů PDC za účelem zlepšení pracovního výkonu zubů. Komerčního úspěchu se ale nedočkaly. Technologie byla později znovu vyvinuta a patentována společností Hycalog（USA）. Bylo prokázáno, že pokud lze kovový materiál odstranit z mezery zrna, tepelná stabilita zubů PDC se výrazně zlepší, takže vrták může lépe vrtat v tvrdších a abrazivnějších útvarech. Tato technologie odstraňování kobaltu zlepšuje odolnost proti opotřebení PDC zubů ve vysoce abrazivních tvrdých horninových formacích a dále rozšiřuje rozsah použití PDC bitů.