Hva er PDC bit Cutter?

Diamant er det hardeste materialet kjent. Denne hardheten gir den overlegne egenskaper for å kutte andre materialer. PDC (Polycrystalline diamond compact) er ekstremt viktig for boring fordi det samler små, rimelige, menneskeskapte diamanter til relativt store, sammenvokste masser av tilfeldig orienterte krystaller som kan formes til nyttige former kalt diamantbord. Diamantbord er den delen av en kutter som kontakter en formasjon. I tillegg til hardheten har PDC-diamantbord en essensiell egenskap for borekuttere: De binder seg effektivt med wolframkarbidmaterialer som kan loddes (festes) til borkroner. Diamanter vil i seg selv ikke bindes sammen, og de kan heller ikke festes ved lodding.

Syntetisk diamant

Diamantkorn brukes ofte for å beskrive bittesmå korn (≈0,00004 in.) av syntetisk diamant som brukes som nøkkelråstoff for PDC-kuttere. Når det gjelder kjemikalier og egenskaper, er menneskeskapt diamant identisk med naturlig diamant. Å lage diamantkorn innebærer en kjemisk enkel prosess: vanlig karbon varmes opp under ekstremt høyt trykk og temperatur. I praksis er det imidlertid langt fra enkelt å lage en diamant.

Individuelle diamantkrystaller inneholdt i diamantkorn er mangfoldig orientert. Dette gjør materialet sterkt, skarpt og, på grunn av hardheten til den inneholdte diamanten, ekstremt slitesterk. Faktisk fungerer den tilfeldige strukturen som finnes i bundne syntetiske diamanter bedre i skjærkraft enn naturlige diamanter, fordi naturlige diamanter er kubiske krystaller som lett sprekker langs deres ordnede, krystallinske grenser.

Diamantkorn er imidlertid mindre stabile ved høye temperaturer enn naturlige diamanter. Fordi metallisk katalysator fanget i kornstrukturen har en høyere termisk ekspansjonshastighet enn diamant, plasserer differensiell ekspansjon diamant-til-diamant-bindinger under skjærkraft og, hvis belastningene er høye nok, forårsaker svikt. Hvis bindinger svikter, går diamanter raskt tapt, så PDC mister hardheten og skarpheten og blir ineffektiv. For å forhindre slik svikt, må PDC-kuttere avkjøles tilstrekkelig under boring.

Diamantbord

For å produsere et diamantbord blir diamantkorn sintret med wolframkarbid og metallisk bindemiddel for å danne et diamantrikt lag. De er wafer-lignende i form, og de bør gjøres så tykke som strukturelt mulig fordi diamantvolumet øker slitetiden. Diamantbord av høyeste kvalitet er ≈2 til 4 mm, og teknologiske fremskritt vil øke diamantbordtykkelsen. Wolframkarbidsubstrater er normalt ≈0,5 tommer høye og har samme tverrsnittsform og dimensjoner som diamantbordet. De to delene, diamantbordet og underlaget, utgjør en kutter

PDC kutterkonstruksjon.

Å forme PDC til nyttige former for kuttere innebærer å plassere diamantkorn, sammen med substratet, i en trykkbeholder og deretter sintring ved høy varme og trykk.

PDC-kuttere kan ikke tillates å overstige temperaturer på 1382 °F [750 °C]. Overdreven varme gir rask slitasje fordi differensiell termisk ekspansjon mellom bindemiddel og diamant har en tendens til å bryte de sammenvokste diamantkornkrystallene i diamantbordet. Bindingsstyrkene mellom diamantbordet og wolframkarbidsubstratet settes også i fare ved differensiell termisk ekspansjon.

Er du interessert i wolframkarbidprodukter og ønsker mer informasjon og detaljer, kan du KONTAKT OSS på telefon eller mail til venstre, eller SEND OSS POST nederst på siden.