sm_banner

nouvelles

Fraises compactes en diamant polycristallin (PDC)

Le diamant est le matériau le plus dur connu. Cette dureté lui confère des propriétés supérieures pour couper tout autre matériau. Le PDC est extrêmement important pour le forage, car il regroupe des diamants minuscules et peu coûteux fabriqués par l'homme en des masses relativement grandes et imbriquées de cristaux orientés au hasard qui peuvent être transformés en formes utiles appelées tables de diamant. Les tables de diamant font partie d'un outil de coupe qui entre en contact avec une formation. Outre leur dureté, les tables diamantées PDC ont une caractéristique essentielle pour les fraises à mèches: elles se lient efficacement avec des matériaux en carbure de tungstène qui peuvent être brasés (attachés) aux corps de trépans. Les diamants, par eux-mêmes, ne se lieront pas entre eux et ne peuvent pas non plus être attachés par brasage.

Diamant synthétique

Le grain de diamant est couramment utilisé pour décrire de minuscules grains (≈0,00004 po) de diamant synthétique utilisé comme matière première clé pour les fraises PDC. En termes de produits chimiques et de propriétés, le diamant artificiel est identique au diamant naturel. La fabrication de grains de diamant implique un processus chimiquement simple: le carbone ordinaire est chauffé sous une pression et une température extrêmement élevées. En pratique, cependant, fabriquer du diamant est loin d'être facile.

Les cristaux de diamant individuels contenus dans le grain de diamant sont orientés de manière diversifiée. Cela rend le matériau solide, tranchant et, en raison de la dureté du diamant contenu, extrêmement résistant à l'usure. En fait, la structure aléatoire trouvée dans le diamant synthétique lié fonctionne mieux en cisaillement que les diamants naturels, car les diamants naturels sont des cristaux cubiques qui se fracturent facilement le long de leurs limites cristallines ordonnées.

Le grain de diamant est cependant moins stable à des températures élevées que le diamant naturel. Etant donné que le catalyseur métallique piégé dans la structure granuleuse a un taux de dilatation thermique plus élevé que le diamant, la dilatation différentielle place les liaisons diamant-diamant sous cisaillement et, si les charges sont suffisamment élevées, provoque une défaillance. Si les liaisons échouent, les diamants sont rapidement perdus, si bien que le PDC perd sa dureté et sa netteté et devient inefficace. Pour éviter une telle défaillance, les fraises PDC doivent être suffisamment refroidies pendant le perçage.

Tables de diamant

Pour fabriquer une table de diamant, le grain de diamant est fritté avec du carbure de tungstène et un liant métallique pour former une couche riche en diamant. Ils ont la forme d'une plaquette et doivent être aussi épais que structurellement possible, car le volume du diamant augmente la durée de vie. Les tables diamantées de la plus haute qualité mesurent ≈2 à 4 mm et les progrès technologiques augmenteront l'épaisseur de la table diamantée. Les substrats en carbure de tungstène mesurent normalement environ 0,5 pouce de haut et ont la même forme de section transversale et les mêmes dimensions que la table de diamant. Les deux parties, table de diamant et substrat, constituent un cutter (Fig. 4).

La formation de PDC en formes utiles pour les couteaux implique de placer du grain de diamant, avec son substrat, dans un récipient sous pression, puis de fritter à haute température et pression.

Les couteaux PDC ne peuvent pas dépasser des températures de 1 382 ° F [750 ° C]. Une chaleur excessive produit une usure rapide, car la dilatation thermique différentielle entre le liant et le diamant a tendance à briser les cristaux de grains de diamant incrustés dans la table de diamant. Les résistances de liaison entre la table de diamant et le substrat en carbure de tungstène sont également compromises par la dilatation thermique différentielle.


Heure du Message: 08-avr.2021