Nan domèn endistriyèl tankou lwil oliv ak gaz perçage ak eksplorasyon jewolojik, polikristalin dyaman kontra enfòmèl ant (PDC) te vin tounen yon materyèl kle sipòte kondisyon travay ekstrèm akòz ultra -dite li yo, rezistans mete ak rezistans enpak. Jaden lwil oliv ak gaz mondyal yo gen yon demann anyèl pou PDC ki depase 4.5 milya dola ameriken, epi plis pase 90% nan pye total nan perçage lwil oliv ak gaz ranpli pa bit PDC. Sepandan, defi yo nan kouch gwo twou san fon ak konplèks - wo -dite wòch abrazif, chaj enpak fò ak tanperati ki wo - ap pouse PDC nan yon "kou boutèy": ba to mekanik perçage (ROP) nan ti perçage a, kout lavi sèvis, fasil delaminasyon ak chipping nan kouch dyaman an ak menm echèk perçage li yo, ki afekte echèk perçage a grav, e menm echèk lavi li yo. efikasite.
An repons a pwen doulè endistriyèl sa a, teknoloji tretman kriyojenik yo te eksplore pou aplikasyon pou amelyore pèfòmans PDC. Tretman kriyojenik, ki enplike sibi materyèl nan yon anviwònman ki anba a -130 degre pou "modifikasyon tanperati ultra-ba", te deja demontre efè enpòtan sou asye, alyaj aliminyòm, ak zouti alyaj difisil: pa presipite faz ranfòse ak optimize estrès rezidyèl, li te siyifikativman amelyore fòs la ak rezistans nan materyèl yo. Se konsa, pou PDC, yon materyèl konpoze nan "alyaj difisil + dyaman", ka tretman kriyojenik kraze nan kou boutèy pèfòmans li yo?
Dènyèman, yon metòd tretman inovatè gwo twou san fon kriyojenik pou plak konpoze PDC te parèt. Metòd sa a enplike jisteman kontwole pousantaj chanjman tanperati a, piti piti refwadi plak konpoze PDC a -196 degre epi kenbe yo nan tanperati sa a pou 24 èdtan, Lè sa a, tou dousman chofe yo tounen nan tanperati chanm. Pwosesis sa a repete de fwa pou konplete tretman kriyojenik gwo twou san fon an. Done eksperimantal yo montre ke apre tretman kriyojenik gwo twou san fon, microhardness nan PDC ogmante pa 10.4% (yon ogmantasyon de 5.3 GPa), rezistans nan mete (mezire pa rapò a mete) amelyore pa 11.8%, ak severite enpak la monte pa 79.4% (ki soti nan apeprè 234 J a 420 J). Done sa yo dirèkteman demontre amelyorasyon siyifikatif nan pèfòmans PDC te pote pa tretman kriyojenik gwo twou san fon.
Fig. 1. Dyagram chematik echantiyon PDC.
Fig. 2. Dyagram chematik sistèm tretman kriyojenik CDW-196.
Fig. 3. Pwosesis tretman kriyojenik.
Fig. 4. Dyagram chematik tès VTL.
Fig. 5. Dyagram chema tès rezistans enpak PDC.
Fig. 6. Dyagram chematik pozisyon tès Raman sou kouch PCD.
Fig. 7. Foto pyès PDC yo (agòch) ak ban tès perçage (adwat).
Fig. 8. Mikwo dite nan PDC ki pa trete ak kriyojenik.
Fig. 9. Pwopòsyon mete nan PDC ki pa trete ak kriyojenik.
Fig. 10. Mete plat apre 30 pase (a) PDC ki pa trete ak (b) PDC ki trete kriyojenik.
Fig. 11. Rezilta tès rezistans enpak PDC ki pa trete ak kriyojenik.
Fig. 12. Konparezon ROP mwayèn chak vwayaj ale.
Anplis de sa, atravè metòd tès JB-T3235-1999 pou rapò a mete nan kò sentetik dyaman sintered, yo te fè yon tès konparatif sou fèy konpoze PDC ki te sibi tretman kriyojenik pwofon ak sa yo ki pa t '. Rezilta yo te montre ke rapò a mete nan fèy papye yo konpoze PDC apre tretman gwo twou san fon kriyojenik diminye pa 42%, ki endike yon amelyorasyon siyifikatif nan rezistans mete yo. Nan tès perçage jaden, pousantaj perçage mekanik PDC drill bits ak tretman kriyojenik gwo twou san fon ogmante pa 27.8%, ak nouvote a sou sòti nan pi a ogmante pa 35%, plis verifye efikasite nan teknoloji tretman kriyojenik gwo twou san fon nan amelyore pèfòmans nan Bits egzèsis PDC.
Se konsa, ki jan tretman kriyojenik reyalize kwasans pèfòmans sa a? Analiz mikwoskopi elektwonik (SEM), espektroskopi dispèsyon enèji (EDS), ak analiz X{0}}ray diffraction (XRD) revele chanjman ki fèt nan mikwostrikti li yo: tretman kriyojenik deklannche presipitasyon plis η-Co (faz ranfòsman cobalt la) ak WC (carbure tengstèn) faz yo vin pi etwat. pi dans "relè pwoteksyon" nan materyèl la, amelyore rezistans mete li yo ak estabilite tèmik. Pandan se tan, analiz espektroskopi Raman montre ke estrès konpresiv entèn PDC a siyifikativman ogmante apre tretman kriyojenik, estrès tansyon diminye oswa menm "ranvèse estrès konpresiv", ak yon gwo kantite "fant entègranulè" parèt. Sa a redistribisyon estrès ak transfòmasyon mòd ka zo kase yo se jisteman mekanis debaz yo nan kwasans lan nan severite enpak.
Azòt likid gwo twou san fon tretman kriyojenik pa sèlman siyifikativman amelyore dite, rezistans mete ak enpak severite nan plak konpoze PDC, men tou, optimize mikrostruktur yo, siyifikativman amelyore pwopriyete mekanik yo ak pèfòmans perçage, pote chanjman revolisyonè nan jaden an lwil oliv ak gaz perçage. Li te reyalize yon transfòmasyon efikas soti nan rechèch laboratwa nan aplikasyon jeni. Teknoloji sa a enjekte nouvo vitalite nan materyèl tradisyonèl yo e li te vin youn nan fason enpòtan yo kraze nan kou boutèy efikasite nan perçage gwo twou san fon.
