Cos'è il taglierino PDC？

Il diamante è il materiale più duro conosciuto. Questa durezza gli conferisce proprietà superiori per il taglio di qualsiasi altro materiale. PDC (Polycrystalline Diamond Compact) è estremamente importante per la perforazione perché aggrega diamanti artificiali minuscoli ed economici in masse relativamente grandi e intercresciute di cristalli orientati in modo casuale che possono essere formati in forme utili chiamate tabelle di diamanti. I tavoli a diamante sono la parte di un cutter che entra in contatto con una formazione. Oltre alla loro durezza, le tavole diamantate PDC hanno una caratteristica essenziale per le frese per punte da trapano: si legano in modo efficiente con materiali in carburo di tungsteno che possono essere brasati (attaccati) ai corpi delle punte. I diamanti, da soli, non si legheranno insieme, né possono essere attaccati mediante brasatura.

Diamante sintetico

La grana diamantata è comunemente usata per descrivere minuscoli grani (≈0,00004 pollici) di diamante sintetico utilizzato come materia prima chiave per le frese PDC. In termini di sostanze chimiche e proprietà, il diamante artificiale è identico al diamante naturale. La produzione di graniglia diamantata comporta un processo chimicamente semplice: il carbonio ordinario viene riscaldato a pressione e temperatura estremamente elevate. In pratica, tuttavia, realizzare un diamante è tutt'altro che facile.

I singoli cristalli di diamante contenuti nella graniglia diamantata sono orientati in modo diverso. Ciò rende il materiale forte, affilato e, a causa della durezza del diamante contenuto, estremamente resistente all'usura. In effetti, la struttura casuale che si trova nei diamanti sintetici legati si comporta meglio al taglio rispetto ai diamanti naturali, perché i diamanti naturali sono cristalli cubici che si fratturano facilmente lungo i loro confini ordinati e cristallini.

Tuttavia, la graniglia diamantata è meno stabile alle alte temperature rispetto ai diamanti naturali. Poiché il catalizzatore metallico intrappolato nella struttura della graniglia ha un tasso di espansione termica più elevato rispetto al diamante, l'espansione differenziale pone i legami diamante-diamante sotto taglio e, se i carichi sono sufficientemente elevati, provoca il cedimento. Se i legami falliscono, i diamanti si perdono rapidamente, quindi il PDC perde la sua durezza e nitidezza e diventa inefficace. Per prevenire tale guasto, le frese PDC devono essere adeguatamente raffreddate durante la perforazione.

Tavoli diamantati

Per produrre una tavola diamantata, la grana diamantata viene sinterizzata con carburo di tungsteno e legante metallico per formare uno strato ricco di diamante. Hanno una forma simile a un wafer e dovrebbero essere realizzati il ​​più spesso possibile dal punto di vista strutturale perché il volume del diamante aumenta la durata dell'usura. Le tavole diamantate di altissima qualità vanno da ≈2 a 4 mm e i progressi tecnologici aumenteranno lo spessore della tavola diamantata. I substrati in carburo di tungsteno sono normalmente alti ≈0,5 pollici e hanno la stessa forma e dimensioni della sezione trasversale del tavolo diamantato. Le due parti, tavola diamantata e substrato, costituiscono una fresa

Costruzione taglierina PDC.

La formatura del PDC in forme utili per le frese comporta il posizionamento della graniglia diamantata, insieme al suo substrato, in un recipiente a pressione e quindi la sinterizzazione a calore e pressione elevati.

Le frese PDC non possono superare temperature di 1.382°F [750°C]. Il calore eccessivo produce una rapida usura poiché la dilatazione termica differenziale tra il legante e il diamante tende a rompere i cristalli di graniglia diamantati cresciuti nella tavola diamantata. Anche le forze di legame tra la tavola diamantata e il substrato di carburo di tungsteno sono compromesse dall'espansione termica differenziale.

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