Mae gweithgynhyrchu a chymhwyso torwyr PDC (Polycrystalline Diamond Composite) ar gyfer peirianneg mwyngloddio yn brosiect peirianneg systematig sy'n cynnwys cyfres o brosesau technolegol sydd â chysylltiad agos. Mae'r broses nid yn unig yn cwmpasu gwneuthuriad manwl gywir y corff torrwr ond mae hefyd yn cynnwys y broses baru ar gyfer cydosod gyda'r darn drilio a chamau paratoi ar gyfer defnydd ar y safle. Mae rheoli ansawdd ar bob cam yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad torri creigiau'r torrwr a bywyd gwasanaeth.
Mae'r broses yn dechrau gyda synthesis yr haen diemwnt polycrystalline. Mae powdr micro diemwnt synthetig purdeb uchel yn cael ei ddewis yn ofalus a'i gymysgu'n unffurf â chatalydd metel (fel cobalt, nicel, neu eu aloion) yn ôl dosbarthiad maint gronynnau penodol. Rhoddir y cymysgedd hwn mewn cyfrwng trosglwyddo gwasgedd fel pyrophyllit a'i sintro am sawl munud i ddegau o funudau ar dymheredd uchel o tua 1400–1600 gradd a gwasgedd uchel o 5.5–8 GPa mewn gwasg chwe ochrog neu ddyfais wasg dwy ochr. Mae'r broses sintro hon yn caniatáu i'r gronynnau diemwnt ryng-gysylltu o dan weithred y catalydd, gan ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn parhaus a chreu haen diemwnt amlgrisialog sy'n gallu gwrthsefyll traul uchel. Mae'r broses hon yn gofyn am reolaeth lem ar unffurfiaeth y meysydd tymheredd a phwysau er mwyn osgoi tyfiant grawn annormal neu ddiffygion mandylledd.
Mae'r cam nesaf yn golygu bondio'r ddalen gyfansawdd â'r swbstrad carbid smentiedig. Mae carbid smentedig twngsten yn cael ei ddewis fel yr is-haen, wedi'i beiriannu i gyflawni'r siâp a'r maint gofynnol. Rhoddir triniaeth actifadu arwyneb neu gyn-blatio ar yr arwyneb bondio i wella'r bond metelegol gyda'r haen diemwnt. Yna caiff yr haen diemwnt polycrystalline wag a'r swbstrad eu sintro eto o dan dymheredd uchel a phwysau i ffurfio bond metelegol cryf yn y rhyngwyneb, gan sicrhau trosglwyddiad llwyth effeithiol rhwng haenau heb ddadlaminiad. Rhaid gosod tymheredd, pwysau a hyd y cam hwn yn union yn seiliedig ar gyfansoddiad y swbstrad a thrwch haen diemwnt, cryfder bondio cydbwyso a rheolaeth straen mewnol.
Nesaf daw peiriannu a siapio geometrig. Mae'r ddalen gyfansawdd yn cael ei dorri, ei falu a'i sgleinio i gael siâp geometrig manwl gywir (yn gylchol fel arfer, ond gellir ei wneud hefyd yn siâp conigol, echel, neu siapiau afreolaidd eraill yn ôl yr angen), arwyneb bondio gwastad, ac uchder ymyl torri gosodedig. Yn ystod peiriannu, defnyddir offer caled megis olwynion diemwnt i osgoi difrod eilaidd i'r wyneb ac i sicrhau bod goddefiannau dimensiwn a garwedd wyneb yn bodloni gofynion dylunio.
Yn olaf, mae arolygu ansawdd a didoli yn dechrau. Gwelwyd strwythur grawn haen diemwnt a bondio rhyngwyneb gan ddefnyddio microsgopau electron optegol a sganio. Gwerthuswyd priodweddau arwyneb gan ddefnyddio profwr caledwch a pheiriant profi crafiadau. Cymerwyd mesuriadau manwl gywir o ddimensiynau geometrig, uchder blaengar, a goddefiannau ffurf a lleoliad. Taflwyd cynhyrchion gorffenedig gyda chraciau, ymylon sglodion, neu fondio gwael i sicrhau dibynadwyedd y peiriant gosod.
Nesaf daeth y cydosod bit dril a'r lleoliad. Yn seiliedig ar amodau gwaith penodol y prosiect mwyngloddio (caledwch mwyn, diamedr twll, dyfnder twll, dull drilio), dewiswyd manylebau priodol a meintiau torwyr PDC a'u trefnu mewn cyfres radial neu droellog ar goron y bit dril. Rheolwyd y bylchau a'r cysondeb blaengar i sicrhau cwmpas torri unffurf a chydbwysedd llwyth. Yn ystod y cynulliad, roedd yn hanfodol sicrhau cysylltiad cadarn rhwng y torrwr a'r corff bit dril i atal dadleoli neu ddatgysylltu yn ystod-cylchdroi cyflym.
Yn olaf, cynhaliwyd dadfygio a chofnodi cyn cymhwyso maes. Ar ôl gosod, ni ddylid cynnal profion llwyth a drilio prawf cyflymder isel i gadarnhau bod y cyflwr torri a'r lefel dirgryniad yn normal. Dylid cadw cofnodion o baramedrau megis swp torrwr, model bit dril, math o graig berthnasol, a'r pwysau drilio a argymhellir a chyflymder cylchdroi ar gyfer -cyfeirnod gweithredwr y safle. Dylid monitro perfformiad torri a gwisgo yn rheolaidd yn ystod y gwaith adeiladu i wneud y gorau o ddethol a chynnal a chadw dilynol.
Mae'r broses weithgynhyrchu o dorwyr PDC ar gyfer peirianneg mwyngloddio yn gadwyn dechnoleg gyflawn o'r synthesis o ddeunyddiau caled iawn i gynhyrchu offer y gellir eu defnyddio ar-safle. Mae rheolaeth fanwl gywir a sicrhau ansawdd ar bob cam yn rhagofynion ar gyfer ei rôl hanfodol wrth dorri creigiau'n effeithlon a sefydlog mewn mwyngloddiau.
