A PDC (Polycrystalline Diamond Composite) bányamérnöki marók gyártása és alkalmazása szisztematikus mérnöki projekt, amely szorosan összefüggő technológiai folyamatok sorozatából áll. A folyamat nem csak a vágótest precíziós gyártását foglalja magában, hanem magában foglalja a fúrószárral való összeszerelés és a helyszíni használat előkészítésének lépéseit is. A minőségellenőrzés minden szakaszban közvetlenül befolyásolja a vágó kő-törési teljesítményét és élettartamát.
A folyamat a polikristályos gyémántréteg szintézisével kezdődik. A nagy-tisztaságú szintetikus gyémánt mikro{2}}port gondosan választják ki, és egy adott részecskeméret-eloszlásnak megfelelően fémkatalizátorral (például kobalttal, nikkellel vagy ezek ötvözeteivel) egyenletesen keverik össze. Ezt a keveréket nyomásátvivő közegbe, például pirofillitbe helyezik, és néhány perctől több tíz percig szinterelik, körülbelül 1400–1600 fokos magas hőmérsékleten és 5,5–8 GPa nagy nyomáson hatoldalas présben vagy kétoldalas présgépben. Ez a szinterezési folyamat lehetővé teszi a gyémántrészecskék összekapcsolódását a katalizátor hatására, folyamatos háromdimenziós hálózati struktúrát hozva létre, és nagy -keménységű, kopásálló{14}}polikristályos gyémántréteget hoznak létre. Ez a folyamat a hőmérséklet- és nyomásmezők egyenletességének szigorú ellenőrzését igényli a rendellenes szemnövekedés vagy a porozitási hibák elkerülése érdekében.
A következő lépésben a kompozit lemezt ragasztják a keményfém hordozóhoz. Aljzatként egy wolfram-kobalt-cementezett keményfém nyersdarabot választanak ki, amelyet precíziós-megmunkálással biztosítanak a kívánt forma és méret eléréséhez. Felületaktiválást vagy elő-bevonatkezelést alkalmaznak a ragasztófelületen, hogy javítsák a kohászati kötést a gyémántréteggel. A polikristályos gyémántréteget és a szubsztrátumot ezután magas hőmérsékleten és nyomáson ismét szinterelik, hogy erős metallurgiai kötést képezzenek a határfelületen, biztosítva a rétegek közötti hatékony terhelésátvitelt delamináció nélkül. Ennek a lépésnek a hőmérsékletét, nyomását és időtartamát pontosan be kell állítani az aljzat összetétele és a gyémántréteg vastagsága, a kötési szilárdság kiegyensúlyozása és a belső feszültségszabályozás alapján.
Ezután következik a megmunkálás és a geometriai formázás. Az összetett lapot vágják, csiszolják és polírozzák, hogy pontos geometriai formát kapjanak (általában kör alakúak, de szükség szerint kúpos, fejsze alakú vagy más szabálytalan formák is), lapos ragasztófelületet és beállított vágóélmagasságot kapnak. A megmunkálás során szuperkemény szerszámokat, például gyémánt kerekeket használnak, hogy elkerüljék a felület másodlagos károsodását, és biztosítsák, hogy a mérettűrések és a felületi érdesség megfeleljen a tervezési követelményeknek.
Végül kezdődik a minőségellenőrzés és a válogatás. A gyémántréteg szemcseszerkezetét és a határfelületi kötést optikai és pásztázó elektronmikroszkóppal figyelték meg. A felület tulajdonságait keménységmérővel és kopásvizsgáló géppel értékelték. Pontos méréseket végeztünk a geometriai méretekre, a vágóél magasságára, valamint a formai és pozíciótűrésekre vonatkozóan. A repedésekkel, töredezett élekkel vagy rossz tapadású késztermékeket eldobták, hogy biztosítsák a telepített gép megbízhatóságát.
Ezután következett a fúrófej összeszerelése és elhelyezése. A bányászati projekt sajátos munkakörülményei (érckeménység, furatátmérő, furatmélység, fúrási mód) alapján kiválasztottuk a megfelelő specifikációkat és mennyiségű PDC marókat, amelyeket radiális vagy spirális elrendezésben helyeztünk el a fúrófejen. A távolságot és a vágóél konzisztenciáját ellenőrizték, hogy biztosítsák a vágási pálya egyenletes lefedettségét és a terhelés egyensúlyát. Az összeszerelés során elengedhetetlen volt, hogy szilárd kötést biztosítsunk a vágó és a fúrófej teste között, hogy elkerüljük az elmozdulást vagy a leválást a nagy sebességű forgás- során.
Végül a helyszíni alkalmazás előtt hibakeresést és rögzítést végeztünk. A beszerelés után terhelésmentes-tesztet és kis-sebességű próbafúrást kell végezni annak igazolására, hogy a vágási állapot és a rezgésszint normális. Nyilvántartást kell vezetni az olyan paraméterekről, mint a vágószerszám, a fúrófej-modell, az alkalmazandó kőzettípus, valamint az ajánlott fúrási nyomás és forgási sebesség, a helyszíni üzemeltetők számára. A vágási teljesítményt és a kopást rendszeresen ellenőrizni kell a kivitelezés során, hogy optimalizálni lehessen a későbbi kiválasztást és karbantartást.
A bányászati tervezéshez használt PDC marók gyártási folyamata egy teljes technológiai lánc a szuperkemény anyagok szintézisétől a használható szerszámok helyszíni-gyártásáig. A precíz ellenőrzés és minőségbiztosítás minden szakaszban előfeltétele annak, hogy kulcsfontosságú szerepet töltsön be a bányák hatékony és stabil kőzettörésében.
