žinios

Sintetinis deimantas

Deimantų smėlis dažniausiai naudojamas apibūdinti mažiems (≈0,00004 colių) sintetinio deimanto grūdeliams, naudojamiems kaip pagrindinė PDC pjaustytuvų žaliava.Cheminių medžiagų ir savybių požiūriu dirbtinis deimantas yra identiškas natūraliam deimantui.Deimantų grūdelių gamyba apima chemiškai paprastą procesą: paprasta anglis kaitinama esant ypač aukštam slėgiui ir temperatūrai.Tačiau praktiškai deimantų gamyba toli gražu nėra lengva.

Atskiri deimantų kristalai, esantys deimantų grūdeliuose, yra įvairiai orientuoti.Dėl to medžiaga yra tvirta, aštri ir dėl deimanto kietumo itin atspari dilimui.Tiesą sakant, atsitiktinė struktūra, randama sujungtame sintetiniame deimante, šlyja geriau nei natūralūs deimantai, nes natūralūs deimantai yra kubiniai kristalai, kurie lengvai lūžta išilgai savo tvarkingų kristalinių ribų.

Tačiau deimantų smėlis aukštoje temperatūroje yra mažiau stabilus nei natūralus deimantas.Kadangi metalinis katalizatorius, įstrigęs smėlio struktūroje, turi didesnį šiluminio plėtimosi greitį nei deimantas, diferencinis plėtimasis deimantų ir deimantų ryšius veikia šlyties būdu ir, jei apkrova yra pakankamai didelė, sukelia gedimą.Jei ryšiai nepavyksta, deimantai greitai prarandami, todėl PDC praranda savo kietumą ir aštrumą ir tampa neveiksmingas.Norint išvengti tokio gedimo, gręžimo metu PDC pjaustytuvai turi būti pakankamai atvėsinti.

Deimantiniai stalai

Norint pagaminti deimantinį stalą, deimantų smėlis sukepinamas volframo karbidu ir metaliniu rišikliu, kad susidarytų deimantų turtingas sluoksnis.Jie yra vaflių formos ir turėtų būti kuo storesni struktūriškai, nes deimantų tūris prailgina dėvėjimosi laiką.Aukščiausios kokybės deimantiniai stalai yra ≈2–4 mm, o technologijų pažanga padidins deimantinio stalo storį.Volframo karbido pagrindai paprastai yra ≈0,5 colio aukščio ir jų skerspjūvio forma bei matmenys yra tokie patys kaip deimantinio stalo.Dvi dalys, deimantinis stalas ir pagrindas, sudaro pjaustytuvą (4 pav.).

Formuojant PDC į pjaustytuvams naudingas formas, deimantų smėlis kartu su substratu dedamas į slėginį indą ir sukepinamas esant aukštai temperatūrai ir slėgiui.

PDC pjaustytuvų temperatūra negali viršyti 750 °C.Per didelis karštis sukelia greitą nusidėvėjimą, nes skirtinga šiluminė plėtra tarp rišiklio ir deimanto linkusi sulaužyti deimantų lentelėje įaugusius deimantų grūdėtumo kristalus.Deimantinio stalo ir volframo karbido pagrindo sukibimo stiprumui taip pat kyla pavojus dėl diferencinio terminio plėtimosi.