PDC-композит (Polycrystalline Diamond Compact, PCD/PDC) — это новый высокопрочный функциональный материал, получаемый методом спекания алмазного порошка с твердосплавной основой при сверхвысоком давлении (50 000–80 000 атм) и высокой температуре (1500–2000°C).

Компания Moresuperhard производит PDC-композиты, которые широко применяются в нефтяных буровых долотах, геологоразведочных буровых инструментах, а также в различных станочных режущих инструментах.

1. Что такое PDC-композит?

Он изготовлен из алмазного порошка и матрицы цементированного карбида, спеченных в условиях сверхвысокого давления и высоких температур

Верхний слой: поликристаллический алмаз (PCD) толщиной 0,5–1 мм. Содержание алмаза достигает 99%, твердость — HV7500–HV9000, высокая износостойкость.

Нижний слой: твердый сплав (например, вольфрамо-кобальтовый), обеспечивающий прочность и ударную вязкость.

Интерфейсная конструкция: многослойный переход и распределение зерен по слоям повышают прочность соединения и стойкость к ударным нагрузкам.

2. Размеры PDC-вставок

Диаметр PDC-композитов обычно составляет 5–19 мм (0,2–0,75 дюйма).

Наиболее распространённые типоразмеры PDC-резцов: 0808, 1108, 1308, 1313, 1613, 1913

3. Основные характеристики PDC-композитов

- Высокая твёрдость и износостойкость: износостойкость в 60–80 раз выше, чем у твёрдого сплава. Низкий коэффициент трения снижает силы резания и температуру.

- Отличная теплопроводность: в 1,5–7 раз выше, чем у твёрдых сплавов, способствует эффективному отводу тепла.

- Термостойкость: выдерживает до 750°C (в течение 2 минут), что особенно важно при бурении в мягких и средних породах.

- Механические свойства: изгибная прочность до 1500 МПа, высокая прочность и ударная стойкость.

- Высокая точность обработки: низкий коэффициент теплового расширения обеспечивает стабильность размеров.

4. Основные области применения

Нефтяное и геологоразведочное бурение: долота для мягких и средних пород, увеличение скорости и срока службы бурения.

Механическая обработка: резка твёрдых сплавов, керамики, древесины, цветных металлов и их сплавов.

Износостойкий инструмент: резцы для точения, фрезы, сверла, обработка сложных и высокопрочных материалов.

 

5. Технологические преимущества и направления развития

Повышение износостойкости и ударной вязкости: за счёт утолщения алмазного слоя, оптимизации распределения зерен и структуры интерфейса.

Высокя термостойкость: совершенствование технологий спекания для работы при более высоких температурах.

Индивидуальные решения: изготовление PDC-композитов с плоской, канавочной или специальной формой по требованию заказчика.

Увеличенный срок службы: некоторые модели буровых долот служат в 20–40 раз дольше, чем инструменты из традиционных материалов.

Крупногабаритные и специальные пластины: увеличение диаметра, разработка уникальных форм для повышения эффективности синтеза и ударной стойкости.