uutiset

Synteettinen timantti

Timanttirakeita käytetään yleisesti kuvaamaan synteettisen timantin pieniä rakeita (≈0,00004 tuumaa), joita käytetään PDC-leikkureiden tärkeimpänä raaka-aineena.Kemikaaliltaan ja ominaisuuksiltaan keinotekoinen timantti on identtinen luonnontimantin kanssa.Timanttihiekan valmistus on kemiallisesti yksinkertaista: tavallista hiiltä kuumennetaan erittäin korkeassa paineessa ja lämpötilassa.Käytännössä timanttien valmistaminen on kuitenkin kaikkea muuta kuin helppoa.

Yksittäiset timanttikiteet, jotka sisältyvät timanttihiekkaan, ovat suunnattu vaihtelevasti.Tämä tekee materiaalista vahvan, terävän ja sen sisältämän timantin kovuuden vuoksi erittäin kulutusta kestävän.Itse asiassa sidotun synteettisen timantin satunnainen rakenne leikkaa paremmin kuin luonnolliset timantit, koska luonnontimantit ovat kuutiokiteitä, jotka murtuvat helposti järjestetyillä kiteisillä rajoillaan.

Timanttihiekka on kuitenkin vähemmän vakaa korkeissa lämpötiloissa kuin luonnollinen timantti.Koska hiekkarakenteessa loukkuun jääneen metallisen katalyytin lämpölaajenemisnopeus on suurempi kuin timantilla, differentiaalinen laajeneminen asettaa timanttien väliset sidokset leikkauksen alle ja, jos kuormitukset ovat riittävän suuria, aiheuttavat vaurioita.Jos sidokset epäonnistuvat, timantit menetetään nopeasti, joten PDC menettää kovuuden ja terävyyden ja muuttuu tehottomaksi.Tällaisten vikojen estämiseksi PDC-jyrsimet on jäähdytettävä riittävästi porauksen aikana.

Timanttipöydät

Timanttipöydän valmistamiseksi timanttihiukkanen sintrataan volframikarbidin ja metallisen sideaineen kanssa timanttirikkaan kerroksen muodostamiseksi.Ne ovat muodoltaan kiekkoja, ja ne tulee tehdä rakenteellisesti mahdollisimman paksuiksi, koska timanttien tilavuus pidentää kulumisikää.Laadukkaimmat timanttipöydät ovat ≈2–4 mm, ja tekniikan kehitys lisää timanttipöydän paksuutta.Volframikarbidisubstraatit ovat normaalisti ≈0,5 tuumaa korkeita ja niillä on sama poikkileikkausmuoto ja mitat kuin timanttipöydällä.Kaksi osaa, timanttipöytä ja alusta, muodostavat leikkurin (kuva 4).

PDC:n muodostaminen leikkureille käyttökelpoisiin muotoihin edellyttää timanttihiekan ja sen substraatin sijoittamista paineastiaan ja sitten sintraamista korkeassa lämmössä ja paineessa.

PDC-leikkureiden lämpötila ei saa ylittää 750 °C:ta.Liiallinen lämpö kuluttaa nopeaa kulumista, koska sideaineen ja timantin välinen lämpölaajenemisero pyrkii rikkomaan timanttipöydässä olevat timanttihiekkakiteet.Timanttipöydän ja volframikarbidisubstraatin väliset sidoslujuudet vaarantuvat myös erilaisen lämpölaajenemisen vuoksi.