Pembuatan dan penerapan pemotong PDC (Polycrystalline Diamond Composite) untuk teknik pertambangan adalah proyek rekayasa sistematis yang terdiri dari serangkaian proses teknologi yang terkait erat. Prosesnya tidak hanya mencakup pembuatan badan pemotong secara presisi namun juga mencakup proses pencocokan perakitan dengan mata bor dan langkah-langkah persiapan untuk-penggunaan di lokasi. Kontrol kualitas pada setiap tahap secara langsung memengaruhi-kinerja dan masa pakai pemotong yang luar biasa.
Prosesnya dimulai dengan sintesis lapisan berlian polikristalin. Bubuk mikro-berlian sintetis dengan kemurnian tinggi dipilih secara cermat dan dicampur secara merata dengan katalis logam (seperti kobalt, nikel, atau paduannya) sesuai dengan distribusi ukuran partikel tertentu. Campuran ini ditempatkan dalam media transmisi tekanan-seperti pirofilit dan disinter selama beberapa menit hingga puluhan menit pada suhu tinggi sekitar 1400–1600 derajat dan tekanan tinggi 5,5–8 GPa dalam alat pengepres enam-sisi atau perangkat pengepres dua{10}}sisi. Proses sintering ini memungkinkan partikel berlian saling terhubung di bawah aksi katalis, membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang berkelanjutan dan menciptakan lapisan berlian polikristalin dengan kekerasan tinggi dan sangat tahan aus. Proses ini memerlukan kontrol yang ketat terhadap keseragaman bidang suhu dan tekanan untuk menghindari pertumbuhan butir yang tidak normal atau cacat porositas.
Tahap selanjutnya melibatkan pengikatan lembaran komposit ke substrat semen karbida. Blanko karbida disemen kobalt tungsten-dipilih sebagai substrat, dikerjakan secara presisi-untuk mencapai bentuk dan ukuran yang diperlukan. Aktivasi permukaan atau perlakuan pra-pelapisan diterapkan pada permukaan ikatan untuk meningkatkan ikatan metalurgi dengan lapisan berlian. Lapisan berlian polikristalin kosong dan substrat kemudian disinter lagi di bawah suhu dan tekanan tinggi untuk membentuk ikatan metalurgi yang kuat pada antarmuka, memastikan transfer beban yang efektif antar lapisan tanpa delaminasi. Suhu, tekanan, dan durasi langkah ini harus diatur secara tepat berdasarkan komposisi substrat dan ketebalan lapisan berlian, menyeimbangkan kekuatan ikatan dan kontrol tegangan internal.
Berikutnya adalah permesinan dan pembentukan geometris. Lembaran komposit dipotong, digiling, dan dipoles untuk mendapatkan bentuk geometris yang tepat (umumnya berbentuk lingkaran, namun dapat juga dibuat menjadi kerucut, berbentuk kapak, atau bentuk tidak beraturan lainnya sesuai kebutuhan), permukaan pengikat yang rata, dan tinggi tepi potong yang ditetapkan. Selama pemesinan, perkakas superkeras seperti roda berlian digunakan untuk menghindari kerusakan sekunder pada permukaan dan untuk memastikan toleransi dimensi dan kekasaran permukaan memenuhi persyaratan desain.
Akhirnya, pemeriksaan kualitas dan penyortiran dimulai. Struktur butiran lapisan berlian dan ikatan antarmuka diamati menggunakan mikroskop optik dan pemindaian elektron. Sifat permukaan dievaluasi menggunakan alat uji kekerasan dan mesin uji abrasi. Pengukuran yang tepat dilakukan terhadap dimensi geometris, tinggi tepi potong, serta toleransi bentuk dan posisi. Produk jadi yang retak, tepi terkelupas, atau ikatan yang buruk dibuang untuk memastikan keandalan mesin yang dipasang.
Berikutnya adalah perakitan dan penempatan mata bor. Berdasarkan kondisi kerja spesifik proyek penambangan (kekerasan bijih, diameter lubang, kedalaman lubang, metode pengeboran), spesifikasi dan jumlah pemotong PDC yang sesuai dipilih dan disusun dalam susunan radial atau spiral pada mahkota mata bor. Jarak dan konsistensi ujung tombak dikontrol untuk memastikan cakupan lintasan pemotongan yang seragam dan keseimbangan beban. Selama perakitan, penting untuk memastikan ikatan yang kuat antara pemotong dan badan mata bor untuk mencegah perpindahan atau pelepasan selama-rotasi kecepatan tinggi.
Terakhir, debugging dan pencatatan dilakukan sebelum penerapan lapangan. Setelah pemasangan, uji-tanpa beban dan-pengeboran percobaan kecepatan rendah harus dilakukan untuk memastikan bahwa kondisi pemotongan dan tingkat getaran normal. Catatan mengenai parameter seperti kumpulan pemotong, model mata bor, jenis batuan yang berlaku, serta tekanan pengeboran dan kecepatan rotasi yang direkomendasikan harus disimpan untuk-referensi operator di lokasi. Kinerja pemotongan dan keausan harus dipantau secara teratur selama konstruksi untuk mengoptimalkan pemilihan dan pemeliharaan selanjutnya.
Proses pembuatan pemotong PDC untuk teknik pertambangan merupakan rantai teknologi lengkap mulai dari sintesis bahan superkeras hingga produksi alat yang dapat digunakan di-lokasi. Kontrol yang tepat dan jaminan kualitas pada setiap tahap merupakan prasyarat untuk peran pentingnya dalam pemecahan batuan yang efisien dan stabil di tambang.
