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工程钻探:复合片应用

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6-36钻探用金刚石复合片—普通复合片; —波浪形结合面的复合片大部分复合片做成双层的[图6-36]。烧结复合片时以碳化钨、含钴材料作为胶结物,使由于金刚石和垫板热膨胀系数不同而引起的层间应力最小。美国通用电气公司生产的复合片Stratopax在钻探作业中得到了最广泛的应用。还有用圆形片切制成的三角形、方形、菱形和弧形复合片。目前我国的金刚石-硬质合金复合片产量已跃居世界首位。表6-15常用的国产复合片型号及尺寸

工程钻探:复合片应用

图6-36 钻探用金刚石复合片

(a)—普通复合片;
(b)—波浪形结合面的复合片

大部分复合片做成双层的[图6-36(a)]。复合片上部为聚晶金刚石薄层(聚晶金刚石是经过特殊工艺将金刚石微粒黏结在一起形成的复合材料),作为切削齿的刃口,硬度及耐磨性极高,但抗冲击性较差。复合片下部为碳化钨基片,聚晶金刚石片与碳化钨基片的有机结合,使得PDC齿既具有金刚石的硬度和耐磨性,又具有碳化钨的结构强度和抗冲击能力。烧结复合片时以碳化钨、含钴材料作为胶结物,使由于金刚石和垫板热膨胀系数不同而引起的层间应力最小。PDC片具有良好的自锐性能,聚晶金刚石晶粒在切削岩石的过程中不断脱落,使刃面能及时更新自锐。此外,碳化钨基片先磨损有利于形成锋利的刃口,同时其良好的抗冲击性能为金刚石提供良好的弹性依托。

美国通用电气公司生产的复合片Stratopax(片径13.5mm,厚度3.5mm,其中聚晶金刚石层0.5mm厚)在钻探作业中得到了最广泛的应用。还有用圆形片切制成的三角形、方形、菱形和弧形复合片。南非戴比尔斯公司生产的圆形Sindit由1.0~1.5mm厚金刚石层和硬质合金垫板组成,在金刚石层和垫层之间还有一个50μm厚的中间层,它由很细小(1~5μm)的烧结金刚石微粒组成,从而可避免在钻进过程中因发热使复合片遭受破坏。日本住友电气公司生产了3种型号的复合片,其中有免加工的三角形、方形和菱形复合片,其刃长3~6mm、厚度1.5~5.0mm,具有高耐磨性。苏联生产的岩石破碎用复合片有直径8.5mm、厚度3.0mm和直径13.5mm、厚度3.5mm两种规格,其中金刚石层0.7~0.8mm厚。该复合片在切削石英砂岩中可钻进700m以上,寿命超出了类似尺寸的Stratopax复合片。(www.xing528.com)

为增加两层间的结合力可做成如图6-36(b)所示波浪形结合面的复合片或牙嵌式结合的复合片。

目前我国的金刚石-硬质合金复合片(PDC)产量已跃居世界首位。常用的国产复合片型号如表6-15所示。

表6-15 常用的国产复合片型号及尺寸

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