I. Konpozisyon Materyèl Nwayo a
1. Faz Di: Tungstèn Carbide (WC)
- Pwopòsyon Ranje70–95%
- Pwopriyete kle yoPrezante yon dite ak yon rezistans mete ultra-wo, ak yon dite Vickers ≥1400 HV.
- Enfliyans gwosè grenn:
- Grenn koryas (3–8μm)Segondè rezistans ak enpak, apwopriye pou fòmasyon ak gravye oswa kouch entèmedyè di.
- Grenn Fine/Ultrafin (0.2–2μm)Dite ak rezistans mete amelyore, ideyal pou fòmasyon trè abrazif tankou grè kwatz.
2. Faz Lyan: Kobalt (Co) oswa Nikèl (Ni)
- Pwopòsyon Ranje5–30%, li aji kòm yon "adezif metalik" pou lye patikil karbira tengstèn epi bay yo rezistans.
- Kalite ak Karakteristik:
- Baze sou Kobalt (Chwa Endikap):
- Avantaj: Segondè rezistans nan tanperati ki wo, bon konduktivite tèmik, ak pwopriyete mekanik konplè siperyè.
- Aplikasyon: Pifò fòmasyon konvansyonèl ak fòmasyon ki fèt nan tanperati ki wo (kobalt rete estab anba 400°C).
- A baz de nikèl (egzijans espesyal):
- Avantaj: Pi bon rezistans kont korozyon (rezistan a H₂S, CO₂, ak likid perçage ki gen anpil salinite).
- Aplikasyon: Jaden gaz asid, platfòm maren, ak lòt anviwònman koroziv.
- Baze sou Kobalt (Chwa Endikap):
3. Aditif (Optimizasyon Mikwo-Nivo)
- Karbid Kwòm (Cr₃C₂)Amelyore rezistans oksidasyon epi diminye pèt faz lyan anba kondisyon tanperati ki wo.
- Tantalyòm Karbid (TaC)/Nyobyòm Karbid (NbC)Anpeche kwasans grenn epi amelyore dite nan tanperati ki wo.
II. Rezon pou chwazi metal di carbure tengstèn
| Pèfòmans | Deskripsyon Avantaj |
|---|---|
| Rezistans Mete | Dite dezyèm sèlman apre dyaman, rezistan a ewozyon pa patikil abrazif tankou sab kwatz (to mete 10+ fwa pi ba pase asye). |
| Rezistans enpak | Dite ki soti nan faz lyan kobalt/nikèl la anpeche fragmentasyon ki soti nan vibrasyon nan twou a ak rebondisman bit la (sitou fòmilasyon ki gen grenn koryas + ki gen anpil kobalt). |
| Estabilite nan tanperati ki wo | Kenbe pèfòmans nan tanperati anba twou 300–500°C (alyaj ki baze sou kobalt gen yon limit tanperati ~500°C). |
| Rezistans korozyon | Alyaj ki baze sou nikèl reziste korozyon ki soti nan likid perçage ki gen souf, sa ki pwolonje lavi sèvis nan anviwònman asid. |
| Pri-Efikasite | Pri a pi ba anpil pase nitrid bor dyaman/kib, ak yon lavi sèvis 20-50 fwa sa ki nan bouch asye yo, sa ki ofri benefis jeneral optimal. |
III. Konparezon ak lòt materyèl yo
| Kalite Materyèl | Dezavantaj | Senaryo Aplikasyon yo |
|---|---|---|
| Dyaman (PCD/PDC) | Gwo frajilite, move rezistans enpak; trè chè (~100 fwa sa ki nan carbure tengstèn). | Raman itilize pou bouch; pafwa nan anviwònman eksperimantal trè abrazif. |
| Nitrid Bor Kib (PCBN) | Bon rezistans tanperati men ki ba; chè. | Fòmasyon di ultra-pwofon nan tanperati ki wo (ki pa nan kouran prensipal la). |
| Seramik (Al₂O₃/Si₃N₄) | Gwo dite men frajilite siyifikatif; rezistans chòk tèmik pòv. | Nan etap validasyon laboratwa, li poko rive nan yon echèl komèsyal. |
| Asye ki gen gwo fòs | Rezistans mete ki pa ase, lavi sèvis kout. | Moso ki pa chè oswa altènativ tanporè. |
IV. Direksyon Evolisyon Teknik
1. Optimizasyon Materyèl
- Nanokristalin Carbide TengstènGwosè grenn <200nm, dite ogmante pa 20% san konpwomèt rezistans (pa egzanp, seri Sandvik Hyperion™).
- Estrikti Fonksyonèlman KlasifyeWC grenn amann ki gen gwo dite sou sifas bouch la, grenn koryas ki gen gwo dite + nwayo ki gen anpil kobalt, pou balanse rezistans kont mete ak frakti.
2. Ranfòsman sifas
- Kouch dyaman (CVD)Fim 2–5μm lan ogmante dite sifas la a >6000 HV, sa ki pwolonje lavi a pa 3–5 fwa (ogmantasyon pri 30%).
- Revètman lazèKouch WC-Co depoze sou zòn bouch vilnerab yo pou amelyore rezistans lokalize a nan mete.
3. Fabrikasyon aditif
- Karbid Tengstèn Enprime 3DPèmèt fòmasyon entegre chanèl koule konplèks (pa egzanp, estrikti Venturi) pou amelyore efikasite idwolik.
V. Faktè kle pou seleksyon materyèl
| Kondisyon Operasyon | Rekòmandasyon Materyèl |
|---|---|
| Fòmasyon trè abrazif | WC grenn fen/ultrafen + mwayen-ba kobalt (6–8%) |
| Seksyon ki gen tandans pou enpak/vibrasyon | WC grenn koryas + gwo kantite kobalt (10–13%) oswa estrikti gradyèl |
| Anviwònman asid (H₂S/CO₂) | Lyan ki baze sou nikèl + aditif Cr₃C₂ |
| Pi ultra-pwofon (>150°C) | Alyaj ki baze sou kobalt + aditif TaC/NbC (evite aditif ki baze sou nikèl pou rezistans ki fèb nan tanperati ki wo) |
| Pwojè ki sansib a pri | WC grenn mwayen estanda + 9% kobalt |
Konklizyon
- Dominasyon mache aKarbid tengstèn metal di (WC-Co/WC-Ni) se prensipal la, li reprezante plis pase 95% nan mache mondyal bouch foraj yo.
- Nwayo PèfòmansAdaptabilite a diferan defi fòmasyon atravè ajisteman nan gwosè grenn WC, rapò kobalt/nikèl, ak aditif.
- EnranplasablRete solisyon optimal la pou balanse rezistans mete, rezistans, ak pri, ak teknoloji dènye kri (nanokristalizasyon, kouch) ki elaji limit aplikasyon li yo plis toujou.
Dat piblikasyon: 3 jen 2025
