نمایندگی انحصاری شرکت لامینا سوئیس در ایران

الماس و PCD

  • خواندن 2533 دفعه

الماس در فشار اتمسفر، از لحاظ ترمودینامیکی پایدار نیست اما تبدیل این ماده به گرافیت در دمای زیر 800℃ بسیار آهسته انجام می شود. سنتز این ماده برای اولین بار در سال 1955 انجام شده است. این سنتز با استفاده از گرافیت در دمای 2700℃ و تحت فشار 12 Gpa انجام شده است. این فرایند در حضور یک کاتالیست (1 تا 2 % B، Be، Si و ...) انجام می شود. لازم به توضیح است که بگوییم این فرانید تنها می تواند در یک بخش انجام شود که از جنس فلزات سخت زینتر شده ی WC-Co می باشد. تولید سالانه ی جهانی این نوع الماس در حدود 400 میلیون قیراط می باشد. این تولید 3 برابر تولید الماس طبیعی است (هر قیراط یک پنجم گرم است).

PCD (الماس پلی کریستال) با استفاده از زینترینگ پودر الماس در حضور بایندرهای فلزی (Co، Ni یا Fe) در دمای 1350-1500℃ و در فشار 5 Gpa تولید می شود. همچنین می توان یک لایه ی الماسی (با ضخامت 0.5 میلی متر) بر روی زیرلایه ای از جنس فلزات سخت زینترشده، تولید کرد. کبالت موجود در زیرلایه در زینترینگ الماس شرکت می کند و موجب می شود تا PCD بر روی زیرلایه بچسبد. با استفاده از این روش، امکان تولید سری های با قطر 75 میلی متر و سختی 5000 تا 8000 ویکرز وجود دارد.

حفاری های نفت یکی از زمینه های خاص برای استفاده از مواد الماسی و PCD است. یک چاه نفت با استفاده از سری های مته ای حفاری می شود که در انتهای لوله ی مته متصل شده اند. گاهی اوقات عمق این چاه ها تا بیش از 5000 متر نیز می رسد. با اتصال شفت به شفت، طول مته افزایش می یابد. سرمته ها که دارای قطری در گستره ی 2 تا 40 سانتیمتر هستند، بر روی بستر چاه قرار می گیرد و تحت اعمال نیروی حاصل از وزن شافت ها و مته، به چرخش در می آید. یک عامل خنک کننده اطراف مته را گرفته است و بدین صورت خنک سازی انجام می شود. علاوه بر خنک سازی، این مایع خنک کننده وظیفه ی انتقال براده های سنگ را بر عهده دارد. با انتقال مایع از بخش های پایین به سطح زمین، براده های حاصل از مته کاری، خارج می شود. مایع مورد استفاده در حفاری عمدتا از جنس آب یا سوسپانسیونی از رس (بنتونیت) می باشد.

سری های مته از جنس فولاد و فلزات سخت زینترشده مجبور هستند با مته های حفاری الماسه رقابت کنند. سرمته های الماسی دارای دو مزیت هستند: اول اینکه، به دلیل سختی بالای آنها، می توان از آنها در سوراخ کاری سنگ های بسیار سخت استفاده کرد. دوم اینکه، به دلیل مقاومت به سایش بالای این مواد، در سوراخ کاری سنگ های نرم، عمر مفید این سرمته ها بالاست و این مسئله موجب می شود تا هزینه ی تعویض سرمته کاهش یابد.

در هنگام سوراخ کاری، تمام سنگ هایی که باید تخریب شوند در جلوی مته قرار دارند و با زمینه ی سخت تولید شده از WC-Co مواجه می شود. سطوح جانبی مته که دارای درصد الماس کمتری است، تحت سایش کمتری هستند. مرکز سرمته توخالی است زیرا الماس ها که در نزدیکی محور چرخش قرار گرفته اند، دارای سرعت خطی کاهش یافته هستند و در صورتی که در تماس مستقیم با سنگ باشند، تخریب می شوند. کانال هایی درمیان باندهای الماسی تعبیه شده است تا بدین صورت اطمینان حاصل گردد، جریان مایع خنک کننده به طور مناسب حرکت می کند. الماس های قرار گرفته بر روی تاج مته ممکن است 4 تا 20 قیراط باشد. این میزان به نوع سنگ بستگی دارد.

تلاش ها برای جایگزینی الماس تک کریستالی با PCDs موفقیت آمیز نبوده است. به عبارت دیگر، مته های فولادی فیت شده با سری فلزی سخت زینترشده ی دارای پوشش PCD برای سوراخ کاری سنگ های نسبتا نرم، موفق بوده است. سرمته ها به طور نمونه وار مانند ابزارهای برشی با خاصیت تمیزکاری نامناسب عمل می کنند و در فشارهای معمولی تراشه زایی می کند. به دلیل اینکه کاربیدها سایش سریع تری نسبت به PCD دارند، بنابراین اثر خود تیز شوندگی بوجود می آید که این اثر منجر به جلوگیری از تیزشدگی لبه های برشی PCD می شود.

مواد مورد استفاده در تولید ابزارها و اجزای مقاوم در برابر سایش، خستگی و خوردگی سایش، خستگی و خوردگی سه موضوعی است که در هر سیستم مکانیکی وجود دارد. این مباحث هزینه های نگهداری و جابجایی را افزایش می دهد. به دلیل وجود خواص مکانیکی منحصربفرد فلزات سخت زینترشده، این مواد در این کاربردها جایگزین مواد دیگر شده اند. جدول 1 سهم بازار بخش های سایشی را بیان می کند.

درباره ی پارس پایا

logo

شرکت «پارس‌پایا افزار ایرانیان» فعالیت خود را در سال 1388 در زمینه تامین و توزیع ابزارآلات تراشکاری و فرزکاری آغاز کرد.

هم اکنون این شرکت یکی از بزرگترین شرکت‌های فروش ابزارآلات براده‌بردای و صنعتی در ایران با بیش از 900 مشتری در کسب و كارهای بزرگ، متوسط و کوچک است.

ادامه...