Improving heat resistance of polycrystalline diamond compact cutters with co–si–b binder for rock drilling

Abstract

Polycrystalline diamond compact (PDC) cutters are widely utilized in oil and gas exploitation and geological drilling works, as their excellent comprehensive properties. The cobalt as binders exists in PDC is also the catalyst for diamond transforming into graphite under the high temperature, which will decrease the thermal stability of PDC seriously. So it is necessary to improving the heat resistance of PDC for drilling works. In this paper, PDC sintered with 10Co–3Si–1B binders had been prepared to decrease the content of cobalt in PDC and improve the heat resistance by forming SiC and B4C. The thermo-gravimetric analysis (TGDSC) results indicated that the beginning of oxidizing temperature of well-sintered PDC with 10Co–3Si–1B is up to 840℃, which improve the heat resistance significantly. Key words: polycrystalline diamond, cutters, heat resistance

Різці з алмазних полікристалічних композитних матеріалів (АПКМ) широко використовуються в нафтогазовидобувних і геологічних бурових роботах, через їх відмінні комплексні властивості. Кобальт в якості зв’язки в АПКМ є каталізатором для перетворення алмазу в графіт при високій температурі, що серйозно погіршує термостабільність АПКМ. У цій роботі АПКМ, спікається із зв’язкою 10Co–3Si–1B, щоб зменшити вміст кобальту в АПКМ і поліпшити термостійкість шляхом утворення SiC і B4C. Результати термогравіметричного аналізу (TG-DSC) показали, що початок температури окислення спеченого АПКМ з 10Co–3Si–1B становить близько 840 ℃, що значно підвищує термостабільність. Ключові слова: полікристалічний алмаз, різці, термостабільність

Резцы из алмазных поликристаллических композитных материалов (АПКМ) широко используются в нефтегазодобывающих и геологических буровых работах, из-за их отличных комплексных свойств. Кобальт в качестве связующего в АПКМ является катализатором для превращения алмаза в графит при высокой температуре, что серьезно ухудшает термостабильность АПКМ. В этой работе АПКМ, спекали со связующим 10Co–3Si–1B, чтобы уменьшить содержание кобальта в АПКМ и улучшить термостабильность путем образования SiC и B4C. Результаты термогравиметрического анализа (TG-DSC) показали, что начало температуры окисления хорошо спеченного АПКМ с 10Co-3Si-1B составляет около 840 ℃, что значительно повышает термостабильгость. Ключевые слова: поликристаллический алмаз, резцы, термостабильность