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Qu'est-ce qu'un taillant PDC ? De la structure en feuille composite à la rupture par cisaillement

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Le taillant PDC est un composant de coupe directe de la roche sur un trépan à taillants fixes. Il se compose d'une couche de diamant polycristallin et d'un substrat en carbure de tungstène cémenté. Le tranchant de la couche de diamant pénètre dans la roche, et le substrat soutient le tranchant à l'arrière. PDC est l'abréviation de polycrystalline diamond compact, souvent appelé en chinois « compacts de diamant polycristallin ». Le taillant PDC sur le dessin anglais fait référence à une dent de coupe individuelle, et le trépan PDC fait référence au trépan entier équipé de ces dents de coupe.

Taillant PDC cylindrique plat avec une couche de diamant sombre liée à un substrat argenté en carbure de tungstène.

La couche de diamant forme le tranchant, et le substrat en carbure assure le soutien

Prenons l'exemple d'une dent plate cylindrique courante. Une extrémité du cylindre est une couche de diamant polycristallin (table de diamant), sa face d'extrémité extérieure est la surface de coupe, et l'arête de travail est située sur le bord extérieur de la surface de coupe. Le cylindre arrière est une matrice en carbure cémenté (substrat). Lors de la fabrication, les particules de diamant sont frittées en une couche polycristalline sous haute température et haute pression, et combinées au substrat. L'épaisseur de la couche de diamant indiquée sur le profil du produit est la couche d'extrémité.

La charge exercée par la roche sur le tranchant est transmise à la lame du trépan à travers la couche de diamant et le substrat. Le soutien du substrat affectera les performances de la couche de diamant sous contrainte. En prenant la Figure 6 du brevet de trépan 1 comme exemple, dans certaines conditions de coupe, la matrice derrière le bord s'use en formant un creux, affaiblissant le soutien de la couche de diamant et augmentant le risque de fissuration ou d'écaillage. Lors de l'examen du profil de la dent de coupe, il convient également de prêter attention à la quantité de soutien de la matrice derrière le tranchant.

La dent de coupe est fixée sur la lame et cisaillle la roche avec la rotation du trépan.

En prenant l'exemple de la dent plate installée par brasage, le corps de base est installé dans l'alvéole de la lame, la surface de coupe en diamant fait face à la direction de la roche arrivante, et le tranchant de travail est exposé à l'extérieur de la lame. Il y a deux liaisons ici. La couche de diamant et le corps de base sont liés par frittage lors de la fabrication de la dent, et le corps de base et l'alvéole sont fixés par brasage lors de l'assemblage du trépan. La première relie les deux matériaux en 1 dent de coupe, et la seconde fixe la dent de coupe sur la lame.

Le poids sur l'outil presse le tranchant contre la face rocheuse, et le trépan tourne pour balayer la roche latéralement avec les dents de coupe fixées à la lame. La 1 fine couche de roche devant le tranchant se sépare sous l'action du cisaillement et glisse le long de la surface de coupe, laissant une marque de coupe derrière la dent. Selon la Figure 6 du brevet, le tranchant pénétrant dans la roche peut être trouvé à partir du bord extérieur de la face de coupe, puis la direction de sortie des débris peut être observée le long de la face de coupe.

Le précédent :

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