Свойства технических алмазов и алмазные буровые коронки.

Рассмотрим свойства алмазов в последовательности важности каждого свойства для работы в алмазных буровых коронках.

1. + + + Твердость (сопротивление внедрению в поверхность данного материала) у алмаза самая большая из всех природных, да и синтетических материалов и равна 100 гПа (100 кН/мм²). Это в 5 раз выше, чем у следующего по твердости корунда, в 7 раз больше чем у твердого сплава ВК и в 10 раз больше чем у кварца.

2. + + + Износостойкость алмаза в 150 раз выше, чем у корунда и почти в 1000 раз выше, чем у кварца.

3. + + Химическая стойкость. Алмаз обладает почти уникальной химстойкостью, он не растворяется ни в каких кислотах, даже в «царской водке» (смеси серной и азотной кислот). Он может подвергаться воздействию лишь при повышенных температурах расплавов некоторых солей и щелочей (особенно в присутствии железа).

4. + + Теплопроводность. Алмаз имеет довольно высокую теплопроводность, что весьма полезно для работы алмазных резцов в буровых коронках. Теплопроводность алмаза в 2,5 раза выше, чем у твердого сплава, что в отличие от твердосплавных резцов, обеспечивает своевременный отвод тепла от режущей кромки резца независимо от скорости вращения буровой коронки (до 1500 – 3000 об/мин в производственных условиях и до 40.000 об/мин в эксперименте).

5. Прочность статическая (сопротивление разрушению кристалла или зерна от статической нагрузки сжатия или сдвига). По этому показателю алмаз уступает твердому сплаву примерно в 2 раза на сжатие (алмаз имеет от 2 до 9 гПа, в среднем 3 гПа) и в 3 – 4 раза слабее твердого сплав на изгиб – скол (у алмаза 0,2 – 0,5 гПа). Невысокие значения прочности надо учитывать при выборе нагрузки на алмазные резцы.

6.- Динамическая прочность еще больше проявляется слабость алмаза. Динамическая прочность алмаза в 4 раза меньше статической, что очевидно требует охранения алмазных резцов от динамических (ударных) нагрузок.

7. - Анизотропность (разнотвердость, разноизносостойкость, разнопрочность по разным направлениям и граням зерна) Хотя анизотропность алмаза сравнительно невелика - от 10 до 30%, но само это явление негативное и его надо учитывать при ориентированной установке алмазных резцов в коронке.

8.- - Термостойкость – слабое место алмаза. На воздухе алмаз буквально сгорает при температуре 850 – 1000 С. При нагреве более 350С алмаз начинает постепенно терять свои уникальные свойства – твердость и износостойкость. Выдерживать высокие температуры, необходимые при изготовлении коронок, алмаз может в инертной среде при отсутствии кислорода (инертные газы, водород, вакуум, где он выдерживает до 1100 – 1400С).

9. ПлотностьОбычно 3,5, но в зависимости от пористости могут быть камни с плотностью от 2,9 до 3,56. Большого значения для буровых качеств, плотность не имеет.