новини

Синтетичний алмаз

Алмазне зерно зазвичай використовується для опису крихітних зерен (≈0,00004 дюйма) синтетичного алмазу, який використовується як основна сировина для фрез PDC.За хімічним складом і властивостями штучний алмаз ідентичний природному алмазу.Виготовлення алмазного піску передбачає хімічно простий процес: звичайний вуглець нагрівається під надзвичайно високим тиском і температурою.На практиці, однак, зробити алмаз далеко не просто.

Окремі кристали алмазу, що містяться в алмазному піску, мають різну орієнтацію.Це робить матеріал міцним, гострим і, завдяки твердості алмазу, що міститься, надзвичайно стійким до зношування.Насправді випадкова структура зв’язаного синтетичного алмазу працює краще при зсуві, ніж природні алмази, оскільки природні алмази є кубічними кристалами, які легко ламаються вздовж своїх упорядкованих кристалічних меж.

Однак алмазне зерно менш стабільне при високих температурах, ніж природний алмаз.Оскільки металевий каталізатор, ув’язнений у структурі піску, має вищу швидкість теплового розширення, ніж алмаз, диференціальне розширення призводить до зсуву зв’язків алмаз-алмаз і, якщо навантаження досить високі, спричиняє руйнування.Якщо зв’язки руйнуються, алмази швидко втрачаються, тому PDC втрачає свою твердість і гостроту і стає неефективним.Щоб запобігти такій несправності, різці PDC повинні бути належним чином охолоджені під час свердління.

Алмазні столи

Щоб виготовити алмазний стіл, алмазне зерно спікається з карбідом вольфраму та металевим сполучним, щоб утворити насичений алмазами шар.Вони мають облатоподібну форму, і їх слід робити максимально товстими за структурою, тому що обсяг алмазу збільшує термін зносу.Найякісніші алмазні столи мають ≈2-4 мм, а технологічний прогрес збільшить товщину алмазного столу.Підкладки з карбіду вольфраму зазвичай мають висоту ≈0,5 дюйма та мають таку саму форму та розміри поперечного перерізу, що й алмазний стіл.Дві частини, алмазний стіл і підкладка, складають фрезу (рис. 4).

Формування PDC у корисні форми для фрез передбачає розміщення алмазного піску разом із його підкладкою в посудину під тиском і подальше спікання при високому нагріванні та тиску.

Температура фрез PDC не може перевищувати 1382°F [750°C].Надмірне тепло призводить до швидкого зношування, оскільки диференціальне теплове розширення між сполучною речовиною та алмазом має тенденцію руйнувати кристали алмазного піску, що зрослися в алмазному столі.Міцність зв’язку між алмазним столом і підкладкою з карбіду вольфраму також під загрозою диференціального теплового розширення.