В дальнем 1863 году

Как создавался алмазный инструмент для сверления либо бурения отверстий? История началась в дальнем 1863 году. Строили 1-ый жд тоннель в Швейцарских Альпах. Часовых дел мастер Лоше, будучи очень многосторонним спецом в технике тех пор, управлял бурением шпуров для закладки взрывчатки. В его распоряжении была самая передовая техника — паровая бурильная машина и отлично закаленные железные буры. Но просверлить Альпы эти буры не могли. За час работы они вполне затуплялись, в штольне их лежали целые кучи, а работа практически не двигалась. Лоше был в отчаянии: за полгода в горе пробит только небольшой проход. Каменная альпийская громадина, украшенная снеговой шапкой, как будто похихикивала над ним, пигмеем, дерзнувшим замахнуться на нее.

Стоя у окна домика для строителей, Лоше темно смотрел на гору. В досаде он перечеркнул оконное стекло костяшкой безымянного пальца. На стекле появились две крестообразные полосы, оставленные бриллиантовым перстнем. И вдруг Лоше озарило: алмаз! Вот что поможет пробиться через гору! Идея была дерзновенна, невероятна. С большущим трудом Лоше уговорил совет директоров компании по прорытию тоннеля истратить средства на покупку 100 карат алмазов.

1-ый буровой алмазный станок, который Лоше сделал совместно с механиком Пиге, представлял собой трубу, на торце которой были закреплены алмазы. Труба соединялась с пустотелой штангой, вращаемой паровой машиной через систему передач. Чистка забоя от разрушаемой породы осуществлялась струей воды, подаваемой в скважину насосом через полую штангу. В этом станке были заложены все технические идеи и принципы современных буровых установок.

Самым сложным делом было накрепко закрепить алмазы. Для каждого кристаллика в торце трубы высверливалось отдельное гнездо. Заложенные в гнезда алмазы запаивались особым железным припоем. Лоше и Пиге удалось сделать 10 буров. Обошлись не виданные до того времени инструменты очень недешево, но работали они по тем временам потрясающе. Алмазные коронки выдерживали более 2-ух суток непрерывной работы, тогда как железные буры выходили из строя в течение часа. Проходка шпуров ускорилась в 30 раз. Работы по прорытию тоннеля продвинулись резко вперед. Не все шло гладко. Бывало, алмазы выкрашивались либо выпадали из собственных гнезд. И все же все признали, что алмазная коронка Лоше работает отлично.

Так начиналась эпоха алмазного бурения. И первым видом бура была алмазная коронка. Конкретно так именуется на данный момент буровой инструмент, в каком алмазы расположены в торце режущей трубы.
1-ая половина XX века

Но в первой половине XX века население земли, как мы уже гласили, понимало только природные алмазы. Стоили они очень недешево, ну и добывали их не так много, чтоб сотками крепить на каждом буре. Более всераспространенным буровым инвентарем в 20-50-е годы нашего столетия было шарошечное долото с твердосплавными зубками. За один год в мире выпускалось иногда до миллиона шарошечных твердосплавных долот. Бурить шарошечным долотом было нелегко. Твердосплавные зубки, встроенные в шарошки, стремительно затуплялись, в особенности при бурении жестких пород. Приходилось очень нередко подымать из скважины бурильные трубы, чтоб подменять пришедшие в негодность шарошки. И чем поглубже в земные недра уходили шарошки, тем почаще было надо останавливать работу и подымать бурильные трубы на поверхность.

Аламазный инструмент в наши деньки

Как смотрятся современные буровые алмазные инструменты — коронка и долото? Коронка представляет собой металлической корпус цилиндрической формы с резьбой для навинчивания на бурильную трубу. На корпусе закреплена матрица — носитель алмазов. Не сходу был найден метод закрепления алмазов в матрице, гарантирующий надежное соединение кристаллов с телом матрицы. На первых порах крепление алмазов выполнялось в припаянной к железному корпусу толстой медной прокладке с прорезанными гнездами. Каждый кристалл вставлялся в гнездо вручную пинцетом, после этого края прорези сжимались (зачеканивались). Такая операция была очень трудозатратной и тщательной. Но основным ее недочетом было то, что она не обеспечивала надежности крепления алмазов. Огромные ударные нагрузки, соответствующие для бурения, стремительно расшатывали чеканку, и алмазы, иногда даже не успев поработать, вываливались из собственных гнезд и пропадали в забое. В 1936 году был придуман станок для механической зачеканки алмазов, да и это не решило задачи сохранения алмазов.

В текущее время алмазы в коронке крепятся по другому. Современные алмазные коронки делаются однослойными и мультислойными. Это значит, что кристаллы алмаза могут размещаться в матрице или в один ряд, или слоями — на всю высоту матрицы. Те алмазы, которые выступают из коронки по краям, именуются подрезными — они калибруют (выглаживают) стены скважины. Конкретным же разрушением горных пород занимаются так именуемые большие алмазы, закрепленные в торце буровой коронки. Конкретно на их приходится осевая нагрузка, прилагаемая вертикально к буровой трубе.

Естественно, что и те и другие алмазы нужно очень накрепко закрепить в матрице, а матрицу намертво соединить с корпусом коронки. Для этого употребляют два метода — пропитку и горячее прессование. Ах так закрепляют алмазы методом пропитки. На деньке специальной пресс-формы пинцетом в определенном порядке раскладывают подрезные и большие алмазы подходящей величины. На их осторожно насыпают слой шихты — порошок твердого сплава. Если коронка однослойная, то этим операция укладки алмазов и заканчивается. Если же коронка мультислойная, то попеременно укладывают новые слои алмазов и порошка твердого сплава (время от времени укладывают до 3-х слоев). После чего при помощи корпуса алмазы и шихту прессуют.

Потом железную пресс-форму, сделанную из 2-ух половинок, разнимают, а ее содержимое помещают в графитовую форму, кладут вовнутрь корпуса кусочек листовой меди и все помещают в электропечь. Разогрев формы делается в водородной среде. Медь плавится, пропитывает шихту. При остывании медь скрепляет весь блок, образуя алмазоносную матрицу, и припаивает ее к корпусу. Готовую матрицу с корпусом извлекают из формы и прорезают в ней алмазным кругом канавки для прохода промывающей воды.