Синтетические алмазы
Рисунок 47
|
|
|
|
Синтетические поликристаллические алмазы АСПК.
Синтетические поликристаллические Алмазы АСПК, синтез которых осуществлен в ИФВД АН СССР, представляют собой плотные поликристаллические образования с однородной мелкозернистой структурой. Их получают из графита при синтезе в присутствии металлорастворителей. Выпускаются алмазы в виде цилиндров диаметром 2, 3 и 4 мм, длиной до 4 мм. Подобно всем поликристаллическим материалам прочность АСПК с увеличением размеров снижается меньше, чем прочность природных монокристаллических алмазов.
Синтетические алмазы поликристаллического строения СВСП.
Синтетические алмазы поликристаллического строения СВСП Представляют собой цилиндрические зерна размером 4×4 мм, массой 0,6-6,8 кар, имеют светло-серый цвет; могут поставляться в дробленом виде (АРСЗ, АРС4).
Благодаря повышенной термостойкости СВСП может использоваться для оснащения Буровых коронок, изготавливаемых по обычной технологии методом спекания матрицы. Износостойкость СВСП не уступает этому показателю у природных алмазов.
Таблица 20 Физико-механические свойства СВСП
|
Прочность на сжатие, МПа |
4000 — 5000 |
|
Твердость, МПа |
150000 |
|
Термостойкость, °С |
1100 — 1200 |
Синтетические монокристаллические алмазы.
|
|
|
Рисунок 48-Варианты конструкции матрицы
Синтетические монокристаллические алмазы Выпускаются следующих марок: АСО, АСР, АСВ, АСК и АС. В буровом импрегнированном инструменте используют алмазы, обладающие прочностью, близкой к прочности природных алмазов, и имеющие размеры зерен 1 мм; микротвердость АС составляет 80- 100 тыс. МПа. Для оснащения буровых коронок используют алмазы марки АСТ-125, АСТ — 160, синтезируемые в ИСМ НАН Украины. В инструментах западных фирм используют алмазы марки SDA-100S, SDA-100+ («Де Бирс») и MSD, MBS («Дженерал электрик»). В таблице 21 приведены данные об изменении показателя прочности порошков синтетического и природного алмазов после термообработки при температуре 1473 К.
Таблица 21. Изменение показателя прочности порошка синтетического и природного алмазов после термообработки при температуре 1473 К
|
Марка |
Зернистость, мкм |
Показатель прочности, Н |
Коэффициент снижения прочности |
|
|
Исходного |
После нагрева |
|||
|
SDA-100 |
500/400 |
239 |
49,9 |
4,79 |
|
MSD |
500/400 |
278 |
104 |
2,67 |
|
MBS |
200/160 |
57,7 |
25,3 |
2,28 |
|
ACT |
500/400 |
207 |
69,3 |
2,99 |
|
Природный алмаз |
500/400 |
1499 |
1460 |
1,02 |
Славутич
Cверхтвердый материал, разработанный ИСМ НАН Украины, уступает природным алмазам по износостойкости, но превосходит их по прочности Изготавливается в виде штабиков или пластин любой формы. Этот материал широко применяется для армирования долот, предназначенных для глубокого Бурения скважин на нефть и газ, а также для правящего инструмента
Эльбор
Разновидность кубического нитрида бора (КНБ), выпускается АО «Абразивный завод Ильич» (г. Санкт-Петербург). Для породоразрушающего инструмента используется эльбор-Р в виде цилиндрических заготовок диаметром 4 мм, высотой 5 мм и массой 0,8 кар.
Таблица 21. Физико-механические свойства эльбора-Р
|
Плотноть, кг/м3 |
(3,31 — 3,39)х103 |
|
Модуль упругости, МПа |
8850-6650 |
|
Микротвердость, МПа |
700-800 |
|
Предел прочности на сжатие, МПа |
19-21 |
|
Теплопроводность, Вт/(м-К) |
(0,3-0,6)х102 |
|
Термостойкость, °С |
1100-1200 |
Бельбор
Разновидность кубического нитрида бора, синтезирован Институтом физики твердого тела и полупроводников (ИФТиПП) АН Республики Беларусь. Применяется для оснащения породоразрушающего инструмента при Бурении скважин в горных породах VI-VIII и частично IX категорий по буримости.