တိကျသော စက်ပစ္စည်းလုပ်ငန်းတွင် Polycrystalline Diamond Compact (PDC) ၏ နက်ရှိုင်းသောအသုံးချမှု ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း

စိတ္တဇ

Polycrystalline Diamond Compact (PDC) ကို စိန်ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းအဖြစ် ယေဘုယျအားဖြင့် ရည်ညွှန်းလေ့ရှိပြီး ၎င်း၏ထူးခြားသော မာကျောမှု၊ ဟောင်းနွမ်းမှုခံနိုင်ရည်နှင့် အပူတည်ငြိမ်မှုကြောင့် တိကျသောစက်ယန္တရားလုပ်ငန်းကို တော်လှန်ပြောင်းလဲစေခဲ့သည်။ ဤစာတမ်းတွင် PDC ၏ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ၊ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် တိကျသောစက်ယန္တရားတွင် အဆင့်မြင့်အသုံးချမှုများကို နက်နက်ရှိုင်းရှိုင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသည်။ ဆွေးနွေးချက်တွင် မြန်နှုန်းမြင့်ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ အလွန်တိကျသောကြိတ်ခွဲခြင်း၊ မိုက်ခရိုစက်ယန္တရားနှင့် အာကာသယာဉ်အစိတ်အပိုင်းထုတ်လုပ်ခြင်းတို့တွင် ၎င်း၏အခန်းကဏ္ဍကို လွှမ်းခြုံထားသည်။ ထို့အပြင်၊ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်းနှင့် ကြွပ်ဆတ်ခြင်းကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများကို PDC နည်းပညာ၏ အနာဂတ်ခေတ်ရေစီးကြောင်းများနှင့်အတူ ဖြေရှင်းထားပါသည်။

၁။ မိတ်ဆက်

တိကျသော စက်ယန္တရားသည် မိုက်ခရွန်အဆင့် တိကျမှုကို ရရှိရန် သာလွန်ကောင်းမွန်သော မာကျောမှု၊ ကြာရှည်ခံမှုနှင့် အပူချိန်တည်ငြိမ်မှုရှိသော ပစ္စည်းများ လိုအပ်ပါသည်။ tungsten carbide နှင့် high-speed steel ကဲ့သို့သော ရိုးရာကိရိယာပစ္စည်းများသည် အလွန်အမင်းအခြေအနေများတွင် မကြာခဏ ချို့ယွင်းလေ့ရှိပြီး Polycrystalline Diamond Compact (PDC) ကဲ့သို့သော အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုလာကြသည်။ ဓာတုစိန်အခြေခံပစ္စည်းဖြစ်သော PDC သည် ကြွေထည်များ၊ ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများနှင့် မာကျောသောသံမဏိများ အပါအဝင် မာကျောပြီး ကြွပ်ဆတ်သောပစ္စည်းများကို စက်ယန္တရားဖြင့် ပြုလုပ်ရာတွင် ယှဉ်နိုင်စရာမရှိသော စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသထားသည်။

ဤစာတမ်းသည် PDC ၏ အခြေခံဂုဏ်သတ္တိများ၊ ၎င်း၏ ထုတ်လုပ်မှုနည်းစနစ်များနှင့် တိကျသောစက်ယန္တရားအပေါ် ၎င်း၏ အသွင်ပြောင်းအကျိုးသက်ရောက်မှုကို လေ့လာသည်။ ထို့အပြင်၊ PDC နည်းပညာတွင် လက်ရှိစိန်ခေါ်မှုများနှင့် အနာဂတ်တိုးတက်မှုများကို လေ့လာသည်။

 

၂။ PDC ၏ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ

PDC တွင် မြင့်မားသောဖိအား၊ မြင့်မားသောအပူချိန် (HPHT) အခြေအနေများအောက်တွင် tungsten carbide အလွှာနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော polycrystalline diamond (PCD) အလွှာတစ်ခု ပါဝင်သည်။ အဓိကဂုဏ်သတ္တိများတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-

၂.၁ အလွန်အမင်း မာကျောမှုနှင့် ပွတ်တိုက်မှု ခံနိုင်ရည်ရှိမှု

စိန်သည် အမာဆုံးပစ္စည်းဖြစ်သည် (Mohs မာကျောမှု 10)၊ PDC ကို ပွတ်တိုက်ပစ္စည်းများကို စက်ပစ္စည်းများဖြင့် ကြိတ်ခွဲရန်အတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်စေသည်။

သာလွန်ကောင်းမွန်သော ပွန်းစားမှုခံနိုင်ရည်ရှိခြင်းက ကိရိယာသက်တမ်းကို တိုးစေပြီး၊ တိကျသောစက်ယန္တရားတွင် ရပ်တန့်ချိန်ကို လျှော့ချပေးသည်။

၂.၂ အပူစီးကူးမှု မြင့်မားခြင်း

ထိရောက်သော အပူပျံ့နှံ့မှုသည် မြန်နှုန်းမြင့် စက်ပစ္စည်းပြုပြင်ခြင်းအတွင်း အပူပုံပျက်ခြင်းကို ကာကွယ်ပေးသည်။

ကိရိယာယိုယွင်းမှုကို လျှော့ချပေးပြီး မျက်နှာပြင်ပြီးစီးမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။

၂.၃ ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှု

သံနှင့် သံမဟုတ်သော ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုများကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။

သံချေးတက်လွယ်သော ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ကိရိယာ ယိုယွင်းပျက်စီးမှုကို လျှော့ချပေးသည်။

၂.၄ ကျိုးပဲ့ခြင်း ခိုင်ခံ့မှု

တန်စတန်ကာဗိုက် အောက်ခံက ထိခိုက်မှုခံနိုင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပြီး စင်းခြင်းနှင့် ကျိုးပဲ့ခြင်းကို လျှော့ချပေးပါသည်။

 

၃။ PDC ၏ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်

PDC ထုတ်လုပ်မှုတွင် အရေးကြီးသော အဆင့်များစွာ ပါဝင်သည်-

၃.၁ စိန်မှုန့်ပေါင်းစပ်ခြင်း

ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော စိန်အမှုန်များကို HPHT သို့မဟုတ် ဓာတုအငွေ့စုပုံခြင်း (CVD) မှတစ်ဆင့် ထုတ်လုပ်သည်။

၃.၂ ပေါင်းစက်ဖြင့် ပေါင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်

စိန်မှုန့်ကို အလွန်အမင်းဖိအား (5–7 GPa) နှင့် အပူချိန် (1,400–1,600°C) အောက်တွင် တန်စတင်ကာဗိုက်အလွှာပေါ်တွင် sinter လုပ်သည်။

သတ္တုဓာတ်ကူပစ္စည်း (ဥပမာ၊ ကိုဘော့) သည် စိန်နှင့်စိန် ချိတ်ဆက်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေသည်။

၃.၃ ပြီးနောက် ပြုပြင်ခြင်း  

PDC ကို ဖြတ်တောက်သည့်ကိရိယာများအဖြစ် ပုံသွင်းရန်အတွက် လေဆာ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်ထုတ်စက်ဖြင့် ပြုပြင်ခြင်း (EDM) ကို အသုံးပြုသည်။

မျက်နှာပြင်ပြုပြင်မှုများသည် ကပ်ငြိမှုကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ကျန်ရှိနေသော ဖိစီးမှုများကို လျှော့ချပေးသည်။

၄။ တိကျသော စက်ပစ္စည်းများတွင် အသုံးချမှုများ

၄.၁ သံမဟုတ်သောပစ္စည်းများကို မြန်နှုန်းမြင့်ဖြတ်တောက်ခြင်း

PDC ကိရိယာများသည် အလူမီနီယမ်၊ ကြေးနီနှင့် ကာဗွန်ဖိုက်ဘာ ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို စက်ဖြင့်ပြုလုပ်ရာတွင် အထူးကောင်းမွန်ပါသည်။

မော်တော်ကား (ပစ္စတင် စက်ဖြင့်ပြုလုပ်ခြင်း) နှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ (PCB ကြိတ်ခြင်း) တွင် အသုံးချမှုများ။

၄.၂ အလင်းဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများကို အလွန်တိကျစွာ ကြိတ်ခွဲခြင်း

လေဆာများနှင့် တယ်လီစကုပ်များအတွက် မှန်ဘီလူးနှင့် မှန်ပြုလုပ်ခြင်းတွင် အသုံးပြုသည်။

မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု (Ra < 0.01 µm) ကို ရရှိစေပါသည်။

၄.၃ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများအတွက် မိုက်ခရို-စက်ပိုင်းဆိုင်ရာပြုပြင်ခြင်း

PDC မိုက်ခရိုတူးများနှင့် အဆုံးကြိတ်များသည် ခွဲစိတ်ကုသမှုကိရိယာများနှင့် အစားထိုးကိရိယာများတွင် ရှုပ်ထွေးသောအင်္ဂါရပ်များကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။

၄.၄ အာကာသယာဉ်အစိတ်အပိုင်းများ စက်ဖြင့်ပြုပြင်ခြင်း  

တိုက်တေနီယမ်သတ္တုစပ်များနှင့် CFRP (ကာဗွန်ဖိုက်ဘာအားဖြည့်ပိုလီမာများ) ကို ကိရိယာယိုယွင်းမှုအနည်းဆုံးဖြင့် စက်ဖြင့်ပြုပြင်ခြင်း။

၄.၅ အဆင့်မြင့်ကြွေထည်များနှင့် မာကျောသောသံမဏိစက်ဖြင့်ပြုပြင်ခြင်း

PDC သည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်နှင့် တန်စတင်ကာဗိုက်တို့ကို ကြိတ်ခွဲရာတွင် cubic boron nitride (CBN) ထက် သာလွန်ကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသည်။

 

၅။ စိန်ခေါ်မှုများနှင့် အကန့်အသတ်များ

၅.၁ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်း

HPHT ပေါင်းစပ်မှုနှင့် စိန်ပစ္စည်းကုန်ကျစရိတ်များသည် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လက်ခံအသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။

၅.၂ ဖြတ်တောက်မှု ပြတ်တောက်ခြင်းတွင် ကြွပ်ဆတ်ခြင်း

PDC ကိရိယာများသည် အဆက်မပြတ် မျက်နှာပြင်များကို စက်ပစ္စည်းဖြင့် ကြိတ်ခွဲသည့်အခါ အက်ကွဲခြင်း ဖြစ်လွယ်သည်။

၅.၃ မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် အပူပြိုကွဲခြင်း

ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြောင်းလဲမှုသည် 700°C အထက်တွင် ဖြစ်ပေါ်ပြီး သံပစ္စည်းများကို ခြောက်သွေ့စွာ ကြိတ်ခွဲခြင်းတွင် အသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။

၅.၄ သံသတ္တုများနှင့် အကန့်အသတ်ရှိသော တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်မှု

သံနှင့် ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုများသည် အရှိန်မြှင့်လာစေသော ပွန်းစားမှုကို ဖြစ်စေသည်။

 

၆။ အနာဂတ်ခေတ်ရေစီးကြောင်းများနှင့် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများ  

၆.၁ နာနို-ဖွဲ့စည်းပုံ PDC

နာနိုစိန်အမှုန်များ ပါဝင်ခြင်းသည် ခိုင်ခံ့မှုနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးမှုဒဏ်ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။

၆.၂ Hybrid PDC-CBN ကိရိယာများ

သံသတ္တုပြုပြင်ရန်အတွက် PDC ကို cubic boron nitride (CBN) နှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်း။

၆.၃ PDC ကိရိယာများ၏ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု  

3D ပုံနှိပ်ခြင်းသည် ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီများကို စိတ်ကြိုက်ပြုပြင်ထားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဖြေရှင်းချက်များအတွက် ဖြစ်စေသည်။

၆.၄ အဆင့်မြင့် အပေါ်ယံလွှာများ

စိန်ကဲ့သို့ ကာဗွန် (DLC) အပေါ်ယံလွှာများက ကိရိယာ၏သက်တမ်းကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်စေပါသည်။

 

၇။ နိဂုံးချုပ်

PDC သည် တိကျသောစက်ယန္တရားတွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သောပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်လာခဲ့ပြီး မြန်နှုန်းမြင့်ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ အလွန်တိကျသောကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်စက်ယန္တရားပြုလုပ်ခြင်းတို့တွင် ယှဉ်နိုင်စရာမရှိသောစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးဆောင်ပါသည်။ ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်းနှင့် ကြွပ်ဆတ်ခြင်းကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများရှိနေသော်လည်း၊ ပစ္စည်းသိပ္ပံနှင့် ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာများတွင် ဆက်လက်တိုးတက်မှုများသည် ၎င်း၏အသုံးချမှုများကို ပိုမိုတိုးချဲ့ရန် ကတိပြုပါသည်။ နာနိုဖွဲ့စည်းပုံရှိသော PDC နှင့် hybrid tool ဒီဇိုင်းများအပါအဝင် အနာဂတ်ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများသည် နောက်မျိုးဆက်စက်ယန္တရားနည်းပညာများတွင် ၎င်း၏အခန်းကဏ္ဍကို ခိုင်မာစေမည်ဖြစ်သည်။


ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ ဇူလိုင်လ ၇ ရက်