Tepelne stabilná polykryštalická diamantová fréza

Tepelne stabilné polykryštalické diamantové korunkové frézy boli predstavené, keď sa zistilo, že PDC korunkové frézy sa niekedy počas vŕtania odštiepili. Toto zlyhanie bolo spôsobené vnútornými napätiami spôsobenými rozdielnou expanziou diamantu a spojivového materiálu.

Kobalt je najpoužívanejším spojivom v spekaných produktoch PCD. Tento materiál má koeficient tepelnej rozťažnosti 1,2 x 10 ^-5 stupňov. C v porovnaní s 2,7 x 10 ^-6 pre diamant. Preto sa kobalt rozširuje rýchlejšie ako diamant. Keď objemová teplota frézy stúpne nad 730 °C, vnútorné napätia spôsobené rôznymi rýchlosťami expanzie vedú k vážnemu medzikryštalickému praskaniu, makroštiepeniu a rýchlemu zlyhaniu frézy.

Tieto teploty sú oveľa vyššie ako teploty, ktoré sa nachádzajú na dne vrtu (zvyčajne 100 °C vo výške 8000 stôp). Vznikajú z trenia vznikajúceho strihovým pôsobením, ktorým tieto hroty rozrezávajú horninu.

Táto teplotná bariéra 730 °C predstavovala vážnu prekážku zlepšenému výkonu PCD fréz.

Výrobcovia experimentovali so zlepšením tepelnej stability fréz a boli vyvinuté tepelne stabilné frézy s polykryštalickými diamantovými bitmi.

Tieto frézy sú stabilnejšie pri vyšších teplotách, pretože kobaltové spojivo bolo odstránené, čo eliminuje vnútorné napätia spôsobené rozdielnou expanziou. Keďže väčšina spojiva je prepojená, pri dlhšom pôsobení kyselín sa môže väčšina z nich vylúhovať. Väzby medzi susednými diamantovými časticami nie sú ovplyvnené, pričom si zachovávajú 50-80% pevnosti výliskov. Vylúhovaný PCD je tepelne stabilný v inertnej alebo redukčnej atmosfére do 1200 °C, ale bude degradovať pri 875 °C v prítomnosti kyslíka.

Bolo dokázané, že ak je možné kobaltový materiál odstrániť z medzery zrna, tepelná stabilita zubov PDC sa výrazne zlepší, takže korunka môže lepšie vŕtať v tvrdších a abrazívnejších útvaroch. Táto technológia odstraňovania kobaltu zvyšuje odolnosť zubov PDC proti opotrebovaniu vo vysoko abrazívnych tvrdých horninových formáciách a ďalej rozširuje rozsah použitia bitov PDC.

Pre viac informácií o PDC frézach nás navštívte na www.zzbetter.com