Kurze Einführung in die PDC-Fräser

 

Das heutige Design der PDC-Bohrer als Matrix hat kaum noch Ähnlichkeit mit dem von vor ein paar Jahren. Die Zugfestigkeit und die Schlagzähigkeit haben sich um mindestens 33 % erhöht, und die Festigkeit der Fräserlötungen hat sich um ca. 80 % erhöht. Gleichzeitig wurden die Geometrien und die Technologie der Stützstrukturen verbessert, was zu robusten und produktiven Matrixprodukten führte.
Schneidmaterial
PDC-Fräser bestehen aus Hartmetallsubstrat und Diamantkörnung. Die hohe Hitze von etwa 2800 Grad und der hohe Druck von etwa 1.000.000 psi formen den Pressling. Eine Kobaltlegierung fungiert außerdem als Katalysator für den Sinterprozess. Das Kobalt trägt zur Bindung von Hartmetall und Diamant bei.
Anzahl der Fräser
Bei weichen PDC-Bohrern verwenden wir normalerweise weniger Fräser, da jeder Fräser eine größere Schnitttiefe entfernt. Bei härteren Formationen ist es unbedingt erforderlich, mehr Fräser zu verwenden, um die geringere Schnitttiefe auszugleichen.

 

PDC-Bohrer – Fräsergröße
Für weichere Formationen wählen wir typischerweise größere Fräser als für härtere Formationen. Normalerweise liegt der Standardgrößenbereich bei jedem Gebiss zwischen 8 mm und 19 mm.

 

 

Wir beschreiben die Designausrichtung des Fräsergestells im Allgemeinen durch hintere Spanwinkel und seitliche Spanwinkel.
●Der Fräserrückenwinkel ist der Winkel, den die Stirnfläche des Fräsers zur Formation bildet, und wird von der Vertikalen aus gemessen. Die hinteren Spanwinkel variieren typischerweise zwischen 15° und 45°. Sie sind weder über das Bit hinweg noch von Bit zu Bit konstant. Die Größe des Schneidwinkels für PDC-Bohrer beeinflusst die Penetrationsrate (ROP) und den Verschleißwiderstand des Schneidwerkzeugs. Mit zunehmendem Spanwinkel nimmt der ROP ab, aber die Verschleißfestigkeit nimmt zu, da die aufgebrachte Last nun über eine viel größere Fläche verteilt wird. PDC-Fräser mit kleinem Rückenwinkel nehmen große Schnitttiefen auf und sind daher aggressiver, erzeugen ein hohes Drehmoment und unterliegen einem beschleunigten Verschleiß und einem größeren Risiko von Schlagschäden.

 

 

●Der Fräserseitenwinkel ist ein äquivalentes Maß für die Ausrichtung des Fräsers von links nach rechts. Seitenspanwinkel sind normalerweise klein. Der seitliche Spanwinkel unterstützt die Lochreinigung, indem er die Späne mechanisch in Richtung des Ringraums leitet.