Kriogena obdelava rezalnika PDC

Rezalnik PDC je kompozitni material z odličnimi lastnostmi, pridobljen s sintranjem diamantnega prahu s substratom iz cementnega karbida s tehnologijo visoke temperature in visokega tlaka (HTHP).

Rezalnik PDC ima odlično toplotno prevodnost, ultra visoko trdoto in odpornost proti obrabi ter visoko trdnost, visoko udarno žilavost in enostavno varjenje.

Plast polikristalnega diamanta je podprta s substratom iz cementnega karbida, ki lahko absorbira velike udarne obremenitve in prepreči resne poškodbe med delom. Tako se je PDC pogosto uporabljal za izdelavo rezilnih orodij, svedrov za geološke in naftne in plinske vrtine ter drugih orodij, odpornih proti obrabi.

Na področju vrtanja za nafto in plin je več kot 90 % vseh posnetkov vrtanja dokončanih s svedri PDC. PDC nastavki se običajno uporabljajo za vrtanje mehkih do srednje trdih kamnin. Ko gre za globoko vrtanje, še vedno obstajajo težave s kratko življenjsko dobo in nizkim ROP.

V globoki kompleksni formaciji so delovni pogoji svedra PDC zelo težki. Glavne oblike odpovedi kompozitnega kosa vključujejo makro zlome, kot so zlomljeni zobje in odkruški, ki jih povzroči udarec, ki ga povzroči sveder, ki prejme veliko udarno obremenitev, in previsoka temperatura na dnu vrtine, ki povzroči kompozitne kose. Zmanjšana obrabna odpornost plošče povzroči toplotno obrabo kompozitne plošče PDC. Zgoraj omenjena okvara kompozitne plošče PDC bo močno vplivala na njeno življenjsko dobo in učinkovitost vrtanja.

Kaj je kriogeno zdravljenje?

Kriogena obdelava je razširitev običajne toplote. Uporablja tekoči dušik in druga hladilna sredstva kot hladilne medije za hlajenje materialov na temperaturo, ki je daleč pod sobno temperaturo (-100~-196°C), da izboljša njihovo delovanje.

Številne obstoječe študije so pokazale, da lahko kriogena obdelava močno izboljša mehanske lastnosti jekla, aluminijevih zlitin in drugih materialov. Po kriogeni obdelavi se v teh materialih pojavi pojav obarjanja. Kriogena obdelava lahko izboljša upogibno trdnost, odpornost proti obrabi in rezalno zmogljivost orodij iz karbidne trdine, skupaj z učinkovitim izboljšanjem življenjske dobe. Ustrezne raziskave so tudi pokazale, da lahko kriogena obdelava izboljša statično tlačno trdnost diamantnih delcev, glavni razlog za povečanje trdnosti pa je sprememba preostalega napetostnega stanja.

Toda ali lahko izboljšamo delovanje rezalnika PDC s kriogeno obdelavo? V tem trenutku je malo ustreznih študij.

Metoda kriogene obdelave

Metoda kriogene obdelave za rezila PDC, operacije so:

(1) Postavite rezila PDC na sobno temperaturo v peč za kriogeno obdelavo;

(2) Vklopite peč za kriogeno obdelavo, dodajte tekoči dušik in uporabite nadzor temperature, da znižate temperaturo v peči za kriogeno obdelavo na -30 ℃ s hitrostjo -3 ℃/min; ko temperatura doseže -30 ℃, se bo nato znižala na -1 ℃/min. Zmanjšajte na -120 ℃; ko temperatura doseže -120 ℃, znižajte temperaturo na -196 ℃ s hitrostjo -0,1 ℃/min;

(3) Hranite ga 24 ur pri temperaturi -196 °C;

(4) Nato zvišajte temperaturo na -120 °C s hitrostjo 0,1 °C/min, nato jo znižajte na -30 °C s hitrostjo 1 °C/min in končno znižajte na sobno temperaturo s hitrostjo od 3°C/min;

(5) Dvakrat ponovite zgornjo operacijo, da zaključite kriogeno obdelavo rezil PDC.

Kriogeno obdelan rezkar PDC in neobdelan rezkar PDC smo testirali na razmerje obrabe brusa. Rezultati testa so pokazali, da je razmerje obrabe 3380000 oziroma 4800000. Rezultati preskusa so pokazali, da je po globokem hlajenju razmerje obrabe hladno obdelanega rezila PDC znatno nižje kot pri rezalniku PDC brez kriogene obdelave.

Poleg tega so bile kriogeno obdelane in neobdelane kompozitne plošče PDC privarjene na matriko in izvrtane 200 m v istem odseku sosednjih vrtin z enakimi parametri vrtanja. Mehansko vrtanje ROP svedra se poveča za 27,8 % pri uporabi kriogeno obdelanega PDC v primerjavi s tistim, ki ne uporablja kriogeno obdelanega PDC rezila.

Kaj menite o kriogeni obdelavi rezalnika PDC? Dobrodošli, da nam pustite svoje komentarje.

Za rezkarje PDC nas lahko kontaktirate po e-pošti na [email protected].