PDCの溶接技術

PDC カッターは、ダイヤモンドの高硬度、高耐摩耗性、および超硬合金の優れた衝撃靭性が特徴です。地質掘削、石油およびガス掘削、切削工具で広く使用されています。多結晶ダイヤモンド層の破損温度は 700°C であるため、溶接プロセス中はダイヤモンド層の温度を 700°C 未満に制御する必要があります。加熱方法は、PDC ろう付けプロセスで決定的な役割を果たします。加熱方法によって、ろう付け方法は、火炎ろう付け、真空ろう付け、真空拡散接合、高周波誘導ろう付け、レーザービーム溶接などに分けることができます。

PDC 火炎ろう付け

フレームロウ付けとは、ガス燃焼により発生した炎を加熱に利用する溶接方法です。まず炎で鋼体を加熱し、フラックスが溶け始めたら炎をPDCに移します。火炎ろう付けの主な工程には、溶接前処理、加熱、保温、冷却、溶接後処理などがあります。

PDC真空ろう付け

真空ロウ付けとは、酸化ガスを使用せず、真空状態でワークを大気中で加熱する溶接方法です。真空ロウ付けとは、ワークの抵抗熱を熱源とし、多結晶ダイヤモンド層を局所的に冷却することで高温ロウ付けを行う方法です。ろう付けプロセス中に継続的な水冷を使用して、ダイヤモンド層の温度が 700°C 未満に制御されるようにします。ろう付けの低温状態の真空度は6.65×10-3 Pa未満である必要があり、高温状態の真空度は1.33×10-2 Pa未満である必要があります。溶接後、ワークピースを入れますろう付けプロセス中に発生する熱応力を排除するために、保温用のインキュベーターに入れます。真空ろう付け接合部のせん断強度は比較的安定しており、接合強度は高く、平均せん断強度は 451.9 MPa に達することがあります。

PDC真空拡散接合

真空拡散接合とは、真空中の清浄なワーク同士を高温・高圧で密着させ、原子同士が比較的短い距離で拡散することで接合する方法です。

拡散接合の最も基本的な特徴：

1. ろう付け加熱プロセス中にろう付け継ぎ目に形成される液体合金

２．液体合金をろう材の固相線温度よりも高い温度で長時間保持することにより、等温凝固させてろう付け継ぎ目を形成する。

この方法は、膨張係数が大きく異なる PDC の超硬基板とダイヤモンドに非常に効果的です。真空拡散接合プロセスは、ろう材の強度が急激に低下するため、PDCが脱落しやすいという問題を克服できます。 （穴あけ中は温度が上がり、ロウ材の強度が急激に低下します。）

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