PDC (Polycrystalline Diamond Composite) lõikurite tootmine ja rakendamine kaevandustehnika jaoks on süstemaatiline projekt, mis koosneb tihedalt seotud tehnoloogilistest protsessidest. Protsess ei hõlma mitte ainult lõikuri korpuse täpset valmistamist, vaid hõlmab ka puuriteraga kokkupaneku protsessi ja ettevalmistusetappe kohapeal kasutamiseks. Kvaliteedikontroll igas etapis mõjutab otseselt lõikuri kivi{3}}murdmist ja kasutusiga.
Protsess algab polükristallilise teemantkihi sünteesiga. Kõrge -puhtusastmega sünteetilise teemandi mikro-pulber valitakse hoolikalt ja segatakse ühtlaselt metallkatalüsaatoriga (nagu koobalt, nikkel või nende sulamid) vastavalt konkreetsele osakeste suuruse jaotusele. See segu asetatakse rõhku{4}}edastavasse keskkonda (nt pürofülliidi) ja paagutatakse mitu minutit kuni kümneid minuteid kõrgel temperatuuril ligikaudu 1400–1600 kraadi ja kõrgel rõhul 5,5–8 GPa kuuepoolses pressis või kahe{10}}poolses pressimisseadmes. See paagutamisprotsess võimaldab teemandiosakestel katalüsaatori toimel omavahel liituda, moodustades pideva kolmemõõtmelise võrgustiku struktuuri ja luues kõrge -kõvadusega, väga kulumiskindla polükristallilise teemandikihi. See protsess nõuab temperatuuri ja rõhuväljade ühtluse ranget kontrolli, et vältida terade ebanormaalset kasvu või poorsusdefekte.
Järgmine etapp hõlmab komposiitlehe ühendamist tsementeeritud karbiidist aluspinnaga. Aluspinnaks valitakse volfram-koobalttsementeeritud karbiidist toorik, mida töödeldakse täpselt, et saavutada vajalik kuju ja suurus. Metallurgilise sideme tugevdamiseks teemantkihiga kantakse liimimispinnale pinna aktiveerimine või plaadistamise eeltöötlus. Polükristallilise teemantkihi toorik ja põhimik paagutatakse seejärel uuesti kõrgel temperatuuril ja rõhul, et moodustada liidesel tugev metallurgiline side, tagades tõhusa koormuse ülekande kihtide vahel ilma delaminatsioonita. Selle etapi temperatuur, rõhk ja kestus tuleb täpselt seadistada, lähtudes aluspinna koostisest ja teemantkihi paksusest, tasakaalustades sideme tugevust ja sisemise pinge kontrolli.
Järgmisena tuleb töötlemine ja geomeetriline vormimine. Komposiitlehte lõigatakse, lihvitakse ja poleeritakse, et saada täpne geomeetriline kuju (tavaliselt ümmargune, kuid vajaduse korral saab sellest teha ka koonuse, kirvekujulise või muu ebakorrapärase kuju), tasase liimimispinna ja seatud lõikeserva kõrguse. Töötlemisel kasutatakse ülikõvasid tööriistu, näiteks teemantrattaid, et vältida pinna teisest kahjustust ning tagada, et mõõtmete tolerantsid ja pinna karedus vastaksid projekteerimisnõuetele.
Lõpuks algab kvaliteedikontroll ja sorteerimine. Teemantkihi terastruktuuri ja liidese sidumist jälgiti optiliste ja skaneerivate elektronmikroskoopide abil. Pinna omadusi hinnati kõvaduse testeri ja kulumiskatse masina abil. Täpselt mõõdeti geomeetrilised mõõtmed, lõikeserva kõrgus ning vormi- ja asenditolerantsid. Paigaldatud masina töökindluse tagamiseks visati ära pragude, lõhenenud servadega või halva kleepumisega valmistooted.
Edasi tuli puuritera kokkupanek ja paigutus. Lähtudes kaevandamisprojekti spetsiifilistest töötingimustest (maagi kõvadus, augu läbimõõt, augu sügavus, puurimismeetod) valiti välja sobivad PDC-lõikurite spetsifikatsioonid ja kogused ning paigutati need radiaalsesse või spiraalsesse massiivi puuri kroonile. Vahekaugust ja lõikeserva konsistentsi kontrolliti, et tagada lõiketrajektoori ühtlane katvus ja koormuse tasakaal. Paigaldamise ajal oli oluline tagada tugev side lõikuri ja puuri korpuse vahel, et vältida nihkumist või eraldumist suurel -kiirusel pöörlemisel.
Lõpuks viidi enne välirakendust silumine ja salvestamine läbi. Pärast paigaldamist tuleks läbi viia ilma-koormuskatsed ja madala-kiirusega proovipuurimine, et kontrollida, kas lõikeseisund ja vibratsioonitase on normaalsed. Sellised parameetrid nagu lõikuri partii, puuritera mudel, kohaldatav kivimitüüp ning soovitatav puurimisrõhk ja pöörlemiskiirus tuleks säilitada, et saada teavet kohapealse -operaatori jaoks. Lõikejõudlust ja kulumist tuleks ehitamise ajal regulaarselt jälgida, et optimeerida hilisemat valikut ja hooldust.
Kaevandusinseneride PDC-lõikurite tootmisprotsess on täielik tehnoloogiaahel ülikõvade materjalide sünteesist kuni kasutatavate tööriistade tootmiseni-kohapeal. Täpne kontroll ja kvaliteedi tagamine igas etapis on selle üliolulise rolli jaoks tõhusal ja stabiilsel kivimite purustamisel kaevandustes eelduseks.
