Tepelně stabilní polykrystalická diamantová fréza

Tepelně stabilní polykrystalické diamantové bitové frézy byly představeny, když bylo zjištěno, že PDC bitové frézy byly někdy během vrtání odštípnuty. Toto selhání bylo způsobeno vnitřním pnutím způsobeným rozdílnou roztažností diamantu a pojivového materiálu.

Kobalt je nejrozšířenějším pojivem ve slinutých produktech PCD. Tento materiál má koeficient tepelné roztažnosti 1,2 x 10 ^-5 stupňů. C ve srovnání s 2,7 x 10 ^-6 pro diamant. Proto kobalt expanduje rychleji než diamant. Když objemová teplota frézy vzroste nad 730 °C, vnitřní pnutí způsobená různými rychlostmi expanze vede k vážnému mezikrystalovému praskání, makroštěpení a rychlému selhání frézy.

Tyto teploty jsou mnohem vyšší než teploty na dně vrtu (typicky 100 °C ve výšce 8000 stop). Vznikají z tření generovaného střižnou činností, kterou tyto bity řežou skálu.

Tato teplotní bariéra 730 °C představovala vážné překážky pro lepší výkon PKD fréz.

Výrobci experimentovali se zlepšením tepelné stability fréz a byly vyvinuty tepelně stabilní frézy s polykrystalickými diamantovými bity.

Tyto frézy jsou stabilnější při vyšších teplotách, protože bylo odstraněno kobaltové pojivo, což eliminuje vnitřní pnutí způsobená rozdílnou roztažností. Vzhledem k tomu, že většina pojiva je propojena, může prodloužená úprava kyselinami většinu z nich vyluhovat. Vazby mezi sousedními diamantovými částicemi nejsou ovlivněny a zachovávají si 50-80 % pevnosti výlisků. Vyluhovaný PCD je tepelně stabilní v inertní nebo redukční atmosféře do 1200 °C, ale bude degradovat při 875 °C v přítomnosti kyslíku.

Bylo prokázáno, že pokud lze kobaltový materiál odstranit z mezery zrn, výrazně se zlepší tepelná stabilita zubů PDC, takže vrták může lépe vrtat v tvrdších a abrazivnějších útvarech. Tato technologie odstraňování kobaltu zvyšuje odolnost proti opotřebení PDC zubů ve vysoce abrazivních tvrdých horninových formacích a dále rozšiřuje rozsah použití PDC bitů.

Pro více informací o PDC frézách nás navštivte na www.zzbetter.com