RU2602651C2 - Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука - Google Patents
Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602651C2 RU2602651C2 RU2013152775/02A RU2013152775A RU2602651C2 RU 2602651 C2 RU2602651 C2 RU 2602651C2 RU 2013152775/02 A RU2013152775/02 A RU 2013152775/02A RU 2013152775 A RU2013152775 A RU 2013152775A RU 2602651 C2 RU2602651 C2 RU 2602651C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- pak
- liquid electrolyte
- cathode
- paa
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 69
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 110
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 47
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 42
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 16
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 11
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 11
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 18
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 39
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 39
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 25
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzonitrile Chemical class ClC1=CC=C(C#N)C=C1 GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M rubidium hydroxide Chemical compound [OH-].[Rb+] CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- LKPLKUMXSAEKID-UHFFFAOYSA-N pentachloronitrobenzene Chemical class [O-][N+](=O)C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl LKPLKUMXSAEKID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к установке для удаления катализатора и способу удаления катализатора из поликристаллического резца. Резец включает подложку и режущее полотно. Установка содержит резервуар с полостью, жидкий электролит, заполняющий полость, резец, кожух, окружающий по меньшей мере часть боковой стенки резца и проходящий от, по меньшей мере, верхней поверхности подложки до нижней поверхности, катод, погруженный в жидкий электролит, источник питания и ультразвуковой преобразователь. Режущее полотно погружают в жидкий электролит и размещают вблизи катода с образованием промежутка между ними. Источник питания соединяют с резцом и катодом и подвергают электролизу жидкий электролит для реакции с катализатором в режущем полотне с получением соли при воздействии на резец ультразвуковых колебаний. Соль растворяется в жидком электролите и удаляется из резца. Обеспечивается повышение эффективности удаления катализатора. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №61/502014, озаглавленной «Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука», поданной 28 июня 2011, которая в полном объеме включена сюда посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Данное изобретение в целом направлено на детали, имеющие поликристаллическую структуру с осажденным в ней материалом катализатора; и более конкретно, к установке и способу удаления по меньшей мере части материала катализатора из этих деталей.
Уровень техники
[0003] Поликристаллические алмазные композиты (ПАК или PDC) используются в промышленности, включая такие области применения, как бурение породы и обработка металлов. Такие композиты продемонстрировали ряд преимуществ перед некоторыми другими типами режущих элементов, такие как лучшая износостойкость и ударопрочность. ПАК могут быть образованы спеканием индивидуальных алмазных частиц вместе при высоком давлении и высокой температуре (ВДВТ или НРНТ), т.е. в условиях, называемых "областью стабильности алмаза", которая, как правило, находится при давлении выше сорока килобар и температуре от 1200 градусов Цельсия до 2000 градусов Цельсия, в присутствии катализатора/растворителя, способствующих образованию связей типа алмаз-алмаз. Некоторыми примерами катализаторов/растворителей для спекаемых алмазных композитов являются кобальт, никель, железо и другие металлы из VIII группы Периодической таблицы. ПАК обычно имеют содержание алмазов более семидесяти процентов по объему, причем типичным является содержание от примерно восьмидесяти до примерно девяноста восьми процентов. В одном примере необожженная ПАК может быть механически связана с инструментом (не показано). В альтернативном варианте ПАК связывают с подложкой, формируя тем самым ПАК-резец, который, как правило, вставляют в скважинный инструмент (не показан), такой как буровая головка или бур-расширитель.
[0004] Фиг. 1 показывает вид сбоку ПАК-резца 100, имеющего поликристаллическое алмазное (ПА) режущее полотно 110, или композита, соответствующего уровню техники. Хотя в примере осуществления изобретения используется ПАК-режущее полотно 110, в альтернативных типах резцов можно использовать и другие типы режущих полотен, включая поликристаллические нитридборные (ПКНБ, PCBN) композиты. Как указано на фиг. 1, ПАК-резец 100, как правило, включает ПАК-режущее полотно и подложку 150, соединенную с ПАК-режущим полотном 110. ПАК-режущее полотно 110 имеет толщину примерно сто тысячных дюйма (2,5 миллиметра); однако эта толщина может меняться в зависимости от области применения, в которой предполагается использовать ПАК-режущее полотно 110.
[0005] Подложка 150 включает верхнюю поверхность 152, нижнюю поверхность 154 и внешнюю стенку 156 подложки, которая проходит от периферии верхней поверхности 152 до периферии нижней поверхности 154. ПАК-режущее полотно 110 включает режущую поверхность 112, противоположную поверхность 114 и внешнюю стенку 116 ПАК-режущего полотна, которая проходит от периферии режущей поверхности 112 до периферии противоположной поверхности 114. Противоположная поверхность 114 ПАК-режущего полотна соединяется с верхней поверхностью 152 подложки 150. Как правило, ПАК-режущее полотно 110 соединяют с подложкой 150, используя пресс высокого давления и высокой температуры (ВДВТ, НРНТ). Однако для соединения ПАК-режущего полотна 110 с подложкой 150 могут использоваться и другие способы, известные среднему специалисту в данной области техники. В одном варианте осуществления после соединения ПАК-режущего полотна 110 с подложкой 150 режущая поверхность 112 ПАК-режущего полотна 110 оказывается, по существу, параллельной нижней поверхности 154 подложки. Кроме того, ПАК-резец 100 проиллюстрирован имеющим форму правильного кругового цилиндра; однако в других примерных вариантах осуществления ПАК-резец 100 имеет другие геометрические или негеометрические формы. В некоторых примерных вариантах осуществления противоположная поверхность 114 и верхняя поверхность 152 являются, по существу, плоскими; однако противоположная поверхность 114 и верхняя поверхность 152 являются неплоскими в других примерных вариантах осуществления. Кроме того, в некоторых примерных вариантах осуществления вокруг по крайней мере окружности режущей поверхности 112 формируют скос кромки (не показан).
[0006] В одном примере ПАК-резец 100 формируют путем независимого формирования ПАК-режущего полотна 110 и подложки 150. В альтернативном варианте сначала формируют подложку 150, а затем на верхней поверхности 152 подложки 150 формируют режущее полотно 110 путем размещения поликристаллической алмазной крошки на верхней поверхности 152 и подвергания этой поликристаллической алмазной крошки и подложки 150 воздействию высокой температуры и высокого давления. В альтернативном варианте подложку 150 и ПАК-режущее полотно 110 формируют и соединяют вместе примерно в одно и то же время. Хотя некоторые из методов формирования ПАК-резца 100 были кратко упомянуты выше, могут использоваться и другие методы, известные специалистам в данной области техники.
[0007] Согласно одному примеру формирования ПАК-резца 100 ПАК-режущее полотно 110 формируют и соединяют с подложкой 150, подвергая слой алмазной крошки и смесь порошков карбида вольфрама и кобальта условиям ВДВТ. Кобальт, как правило, смешивают с карбидом вольфрама и размещают там, где должна быть сформирована подложка 150. Алмазную крошку помещают поверх смеси кобальта и карбида вольфрама и размещают там, где должно быть сформировано ПАК-режущее полотно. Всю порошковую смесь затем подвергают условиям ВДВТ так, чтобы кобальт плавился и облегчал цементирование или сцепление карбида вольфрама с образованием подложки 150. Расплавленный кобальт, кроме того, диффундирует или проникает в алмазную крошку и действует как катализатор синтеза алмазных связей и формирования ПАК-режущего полотна 110. Таким образом, кобальт действует и как связующее для цементирования карбида вольфрама, и как катализатор/растворитель для спекания алмазной крошки с образованием связей алмаз-алмаз. Кобальт также облегчает образование прочных связей между ПАК-режущим полотном 110 и подложкой 150 из цементированного карбида вольфрама.
[0008] Кобальт является предпочтительным составляющим в способе производства ПАК. Традиционные способы производства ПАК используют кобальт в качестве связующего материала для формирования подложки 150, а также в качестве материала катализатора синтеза алмаза из-за большого объема накопленных сведений по использованию кобальта в таких процессах. Синергия между большим объемом накопленных знаний и требованиями способа привели к использованию кобальта в качестве как связующего материала, так и в качестве материала катализатора. Однако в уровне техники известно также использование в качестве катализатора синтеза алмаза альтернативных металлов, таких как железо, никель, хром, марганец и тантал, и других подходящих материалов. При использовании таких альтернативных материалов в качестве катализатора синтеза алмаза с образованием ПАК-режущего полотна 110 кобальт или некоторые другие материалы, такие как никель, хром или железо, как правило, используются в качестве связующего материала для цементирования карбида вольфрама с образованием подложки 150. Хотя в качестве примеров были приведены некоторые конкретные материалы, такие как карбид вольфрама и кобальт, для формирования подложки 150 и ПАК-режущего полотна 110 и для создания связей между подложкой 150 и ПАК-режущим полотном 110 могут использоваться и другие материалы, известные специалистам в данной области техники.
[0009] Фиг. 2 представляет собой схематический вид микроструктуры ПАК-режущего полотна 110 по Фиг. 1, соответствующего уровню техники. На фиг. 1 и 2 ПАК-режущее полотно 110 имеет алмазные частицы 210, связанные с другими алмазными частицами 210, одно или более внутрипоровых пространств 212, образованных между алмазными частицами 210, и кобальт 214, осажденный в пределах внутрипоровых пространств 212. Во время процесса спекания внутрипоровые пространства 212 или пустоты образуются между связями углерод-углерод и располагаются между алмазными частицами 210. Диффузия кобальта 214 в алмазную крошку приводит к осаждению кобальта 214 в этих внутрипоровых пространствах 212, которые образуются внутри ПАК-режущего полотна 110 во время процесса спекания.
[0010] Как только ПАК-режущее полотно 110 сформировано и размещено для работы, ПАК-режущее полотно 110, как известно, быстро изнашивается при достижении некоторой критической температуры. Эта критическая температура составляет примерно 750 градусов Цельсия и достигается, когда ПАК-режущее полотно 110 режет горные породы или некоторые другие известные материалы. Высокая скорость износа, как полагают, вызвана разностями в скоростях теплового расширения алмазных частиц 210 и кобальта 214, а также химической реакцией или графитизацией, которая происходит между кобальтом 214 и алмазными частицами 210. Коэффициент теплового расширения для алмазных частиц 210 составляет примерно 1,0×10-6 миллиметров-1 × Кельвин-1 ("мм-1 K-1), в то время как коэффициент теплового расширения для кобальта 214 составляет примерно 13,0×10-6 мм-1 K-1. Таким образом, кобальт 214 расширяется намного быстрее, чем алмазные частицы 210 при температурах выше этой критической температуры, что приводит к нестабильности связей между алмазными частицами 210. ПАК-режущее полотно становится термически нестабильным при температурах выше примерно 750 градусов Цельсия и его режущая эффективность при этих температурах значительно ухудшается.
[0011] Были приложены значительные усилия, чтобы замедлить износ ПАК-режущего полотна 110 при этих высоких температурах. Эти усилия включают обычные способы кислотного выщелачивания ПАК-режущего полотна 110, которые удаляют часть кобальта 214 из внутрипоровых пространств 212. Обычные процессы выщелачивания включают использование раствора кислоты (не показан), который взаимодействует с кобальтом 214 или другим материалом связующее/катализатор, осаждаемым во внутрипоровых пространствах 212 ПАК-режущего полотна 110. Эти растворы кислот, как правило, состоят из очень концентрированных растворов фтористоводородной кислоты (HF), азотной кислоты (HNO3) и/или серной кислоты (H2SO4). Эти высококонцентрированные растворы кислот опасны для работающих с ними лиц. В одном примере обычного процесса выщелачивания ПАК-режущее полотно 110 помещают в раствор кислоты таким образом, что по меньшей мере часть ПАК-режущего полотна 110 погружается в раствор кислоты. Раствор кислоты реагирует с кобальтом 214 или другим материалом связующее/катализатор по наружным поверхностям ПАК режущего полотна 110. Раствор кислоты медленно проникает внутрь ПАК-режущего полотна 110 и продолжает реагировать с кобальтом 214. Однако по мере того, как раствор кислоты продвигается дальше внутрь, все труднее становится удалять побочные продукты реакции; и, следовательно, скорость обычных процессов выщелачивания значительно падает. Поэтому имеет место компромисс между обычной продолжительностью процесса выщелачивания и желаемой глубиной выщелачивания, в условиях которого с увеличением продолжительности процесса выщелачивания увеличиваются связанные с ним затраты. Таким образом, глубина выщелачивания, как правило, составляет примерно 0,2 миллиметра, и, чтобы достичь этой глубины, требуются дни. Однако глубина выщелачивания может быть больше или меньше этого значения в зависимости от требований ПАК-режущего полотна 110 и/или ограничений по стоимости. Удаление кобальта 214 снимает проблемы, возникающие вследствие разности в скоростях теплового расширения между алмазными частицами 210 и частицами 214 кобальта, а также вследствие графитизации. Однако обычные процессы выщелачивания являются дорогостоящими вследствие длительности времени осуществления.
Краткое описание чертежей
[0012] Вышеуказанные и другие особенности и аспекты настоящего изобретения будут наиболее ясны из следующего описания некоторых примерных вариантов осуществления при прочтении в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:
[0013] Фиг. 1 показывает вид сбоку ПАК-резца, имеющего ПАК-режущее полотно в соответствии с уровнем техники;
[0014] Фиг. 2 представляет собой схематический вид микроструктуры ПАК-режущего полотна по Фиг. 1 в соответствии с уровнем техники;
[0015] Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе установки для удаления катализатора, соответствующей примерному варианту осуществления;
[0016] Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе установки для удаления катализатора, соответствующей другому примерному варианту осуществления;
[0017] Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе установки для удаления катализатора, соответствующей другому примерному варианту осуществления;
[0018] Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе установки для удаления катализатора, соответствующей другому примерному варианту осуществления;
[0019] Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе установки для удаления катализатора, соответствующей другому примерному варианту осуществления;
[0020] Приведенные чертежи иллюстрируют только примерные варианты осуществления изобретения и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, поскольку данное изобретение допускает также и другие столь же эффективные варианты осуществления.
Краткое описание примерных вариантов осуществления
[0021] В целом настоящее изобретение относится к деталям, имеющим поликристаллическую структуру с осажденным в ней материалом катализатора; и, более конкретно, к установке и способу удаления по меньшей мере части материала катализатора из этих деталей. Хотя описание примерных вариантов осуществления приводится ниже в связи с резцом на основе поликристаллического алмазного композита (ПАК), альтернативные варианты осуществления могут быть использованы в других типах режущих инструментов или деталей, включающих, без ограничения, поликристаллические нитридборные (ПКНБ, PCBN) резцы или ПКНБ композиты. Как было упомянуто выше, композит может быть размещен на подложке с образованием резца, или может непосредственно встраиваться в инструмент для выполнения функции резания. Изобретение будет более понятным из следующего описания неограничивающих примерных вариантов осуществления с отсылкой к приложенным чертежам, на которых одинаковые части обозначаются одинаковыми цифрами, и которые кратко могут быть описаны следующим образом.
[0022] Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе установки 300 для удаления катализатора, соответствующей примерному варианту осуществления. На фиг. 3 установка 300 для удаления катализатора включает ПАК-резец 100, кожух 310, иммерсионный резервуар 320, жидкий электролит 330, катод 340, преобразователь 350 и по меньшей мере один источник питания 360.
[0023] ПАК-резец 100 был ранее описан со ссылкой на фиг. 1 и 2 выше. Что касается фиг. 1-3, ПАК-резец 100 включает ПАК-режущее полотно 110 и подложку 150, соединенную с ПАК-режущим полотном 110. Хотя в примерном варианте осуществления описано ПАК-режущее полотно 110, в альтернативных типах резцов могут быть использованы и другие типы режущих полотен, включая ПКНБ композиты. ПАК-режущее полотно 110 имеет толщину примерно сто тысячных дюйма (2,5 миллиметра); однако толщина может меняться в зависимости от области применения, в которой будет использоваться ПАК-режущее полотно 110.
[0024] Подложка 150 включает верхнюю поверхность 152, нижнюю поверхность 154 и внешнюю стенку 156 подложки, которая проходит от периферии верхней поверхности 152 до периферии нижней поверхности 154. ПАК-режущее полотно 110 включает режущую поверхность 112, противоположную поверхность 114 и внешнюю стенку 116 ПАК-режущего полотна, которая проходит от периферии режущей поверхности 112 до периферии противоположной поверхности 114. Противоположная поверхность 114 ПАК-режущего полотна 110 соединяется с верхней поверхностью 152 подложки 150 способами, известными специалистам в данной области техники, некоторые из которых уже были описаны выше. Форма и конфигурация ПАК-резца 100 могут меняться в соответствии с приведенным выше описанием или в соответствии со знаниями, которыми обладает специалист в данной области техники.
[0025] После формирования ПАК-резца 100 и в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления подложка 150 содержит карбид вольфрама и кобальт или некоторые другие связующие соединения, такие как никель, хром или железо. Кроме того, после формирования ПАК-резца 100 и в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления ПАК-режущее полотно 110 содержит алмазные частицы 210, связанные друг с другом и с кобальтом 214, или некоторые другие материалы катализатора, такие как железо, никель, хром, марганец и тантал, осажденные во внутрипоровых пространствах 212, образующихся между связями алмаз-алмаз во время процесса спекания. Хотя в качестве примеров здесь приводятся некоторые конкретные материалы, такие как карбид вольфрама и кобальт, для формирования подложки 150 могут быть использованы и другие материалы, известные специалистам в данной области техники. Кроме того, хотя в качестве примера здесь приводятся некоторые конкретные материалы, такие как алмазные частицы и кобальт, для формирования ПАК-режущего полотна 110 могут быть использованы и другие материалы, известные специалистам в данной области техники.
[0026] Со ссылкой на фиг. 3 и как упомянуто ранее, установка 300 для удаления катализатора включает кожух 310. Кожух 310 имеет кольцеобразную форму и образует канал 312. Кожух 310 окружает по меньшей мере часть внешней стенки 156 подложки, проходящей примерно от периметра верхней поверхности 152 до нижней поверхности 154. В некоторых примерных вариантах осуществления часть кожуха 310 также окружает часть периметра внешней стенки 116 ПАК-режущего полотна, проходящей от периметра противоположной поверхности 114 до режущей поверхности 112. Таким образом, режущая поверхность 112 и по меньшей мере часть внешней стенки 116 ПАК-режущего полотна открыта и не закрыта кожухом 310 в некоторых примерных вариантах осуществления. Кожух 310 изготавливают, используя эпоксидную смолу; однако другие подходящие материалы, такие как пластмасса, фарфор или тефлон (Teflon®), также могут использоваться без выхода за рамки объема и сути примерного варианта осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления кожух 310 размещается вокруг по меньшей мере части ПАК-резца 100 путем вставки ПАК-резца 100 через канал 312 кожуха 310. Кожух 310 в некоторых примерных вариантах осуществления держится на ПАК-резце 100 за счет трения, в то время как в других примерных вариантах осуществления кожух 310 закрепляют неподвижно, размещая кольцевое уплотнение (не показано) или другое соответствующее известное устройство вокруг ПАК-резца 100 и вставляя ПАК-резец 100 и кольцевое уплотнение в кожух 310 так, чтобы кольцевое уплотнение попало в круговой паз (не показан), образованный во внутренней поверхности кожуха 310. В альтернативном варианте осуществления кожух 310 окружающим образом наносится на внешнюю стенку 156 подложки и/или внешнюю стенку 116 ПАК-резца 100. Хотя некоторые методы крепления кожуха 310 к ПАК-резцу 100 были описаны выше, другие методы, известные специалистам в данной области техники, также могут использоваться без выхода за рамки объема и сути примерного варианта осуществления. Кожух 310 защищает поверхность внешней стенки 156 подложки и/или по меньшей мере часть внешней стенки 116 ПАК-режущего полотна, на которое он наносится, от действия жидкого электролита 330, который детально обсуждается ниже.
[0027] Иммерсионный резервуар 320 включает днище 322 и окружающую стенку 324, проходящую, по существу, перпендикулярно по периметру днища 322, тем самым вместе образуя полость 326. Согласно некоторым примерным вариантам осуществления днище 322 является, по существу, плоским; однако в других примерных вариантах осуществления днище 322 может быть неплоским. Также в альтернативных вариантах осуществления изобретения окружающая стенка 324 может быть неперпендикулярной днищу 322. Кроме того, может использоваться иммерсионный резервуар 320, имеющий прямоугольную форму. В альтернативном варианте описывается иммерсионный резервуар 320, имеющий любую другую геометрическую или негеометрическую форму. В некоторых примерных вариантах осуществления иммерсионный резервуар 320 изготовлен с использованием пластмассы; однако в других примерных вариантах осуществления могут быть использованы и другие подходящие материалы, такие как металл, металлические сплавы или стекло. Обычно материал, используемый для изготовления иммерсионного резервуара 320, является коррозионно-стойким и не взаимодействует с жидким электролитом 330.
[0028] Жидкий электролит 330 помещен в полость 326 иммерсионного резервуара 320 и наполняет эту полость на глубину, по меньшей мере, толщины ПАК-режущего полотна 110. Жидкий электролит 330 является раствором, способным реагировать с материалом катализатора 214 (Фиг. 2), например, с кобальтом 214, используемым при формировании ПАК-режущего полотна 110 и находящимся во внутрипоровых пространствах 212 (Фиг. 2) ПАК-резца 100. В одном примере жидкий электролит 330 является разбавленным раствором хлористоводородной кислоты (HCl), но может быть другими разбавленными или концентрированными растворами минеральных (или неорганических) кислот. В некоторых примерных вариантах осуществления в качестве жидкого электролита 330 используют сульфоновую и карбоновую кислоты.
[0029] В некоторых примерных вариантах осуществления разбавленный раствор HCl имеет концентрацию HCl примерно пять массовых процентов и концентрацию воды примерно девяносто пять процентов; однако в других вариантах осуществления изобретения разбавленный раствор HCl может иметь и другие концентрации HCl и/или может быть смешан с другими жидкостями для формирования жидкого электролита 330.
Например, разбавленный раствор HCl может содержать хлористоводородную кислоту в количестве от примерно двух массовых процентов до примерно пятнадцати массовых процентов. Жидкий электролит 330 способен реагировать с материалом катализатора в ПАК-режущем полотне 110 с образованием продукта или соли, растворимых в жидком электролите 330. Например, когда материалом катализатора 214 (Фиг. 2) является кобальт, а жидкий 330 электролит представляет собой разбавленный раствор HCl, HCl реагирует с кобальтом с образованием хлорида кобальта (CoCl2), который растворим в воде, являющейся компонентом жидкого электролита 330. Таким образом, жидкий электролит 330 может быть любым раствором кислоты, способным реагировать с материалом катализатора 214 (Фиг. 2) с образованием продукта или соли, растворимых в жидком электролите 330. Согласно некоторым примерным вариантам осуществления растворимость продукта в жидком электролите 330 составляет 10 граммов/100 миллилитров или больше. В некоторых примерных вариантах осуществления жидкий электролит 330 является разбавленным, а не концентрированным раствором кислоты, используемым, как правило, в традиционных процессах выщелачивания; однако некоторые варианты осуществления могут использовать концентрированные растворы кислот, таких как HF, HNO3 и/или H2SO4. Разбавленные растворы кислот используются в качестве жидкого электролита 330 в некоторых примерных вариантах осуществления, чтобы снизить опасности для здоровья лиц, работающих с жидким электролитом 330, но сохранить при этом эффективность в отношении удаления материала катализатора 214 (Фиг. 2) из ПАК-режущего полотна 110.
[0030] В некоторых примерных вариантах осуществления жидкий электролит 330 образуют из более сложной системы, в которой минеральные и/или карбоновые и/или сульфоновые кислоты смешивают в различных отношениях в водном растворе, чтобы увеличить скорость электролитического процесса. В некоторых альтернативных вариантах осуществления кислые соли, такие как бикарбонат натрия, гидросульфид натрия, бисульфат натрия и мононатрийфосфат смешивают и растворяют в водном растворе с образованием жидкого электролита 330. В дополнительном альтернативном примерном варианте осуществления жидкий электролит 330 является основным водным раствором, таким как раствор сильного основания или основная соль. Примеры раствора сильного основания включают, без ограничения, гидроксид калия, гидроксид бария, гидроксид цезия, гидроксид натрия, гидроксид стронция, гидроксид кальция, гидроксид магния, гидроксид лития и гидроксид рубидия. Примеры основных солей включают, без ограничения, карбонат кальция и карбонат натрия. В других примерных вариантах осуществления жидкий электролит 330 представляет собой расплав соли, а не водный раствор. Любое ионное соединение, которое плавится при температуре ниже чем примерно 800°C, такое как хлорид калия, у которого температура плавления составляет примерно 772°C, могут быть использованы в этом процессе. В расплавленном состоянии ионы перемещаются свободно, и имеет место процесс растворения катализатора.
[0031] Катод 340 включает основание 341, имеющее первую поверхность 342 и вторую поверхность 343, обращенную в противоположном направлении относительно первой поверхности 342. Основание 341 является, по существу, круглым; однако в других примерных вариантах осуществления основание 341 может иметь и другую форму. Основание 341 также включает отверстие 344, простирающееся от первой поверхности 342 до второй поверхности 343 в некоторых примерных вариантах осуществления; однако в других примерных вариантах осуществления отверстие 344 может отсутствовать. Отверстие 344 расположено в центре основания 341, но может быть расположено и в другом месте в основании 341. Согласно некоторым вариантам осуществления основание 341 является, по существу, плоским; но в других примерных вариантах осуществления основание 341 может быть неплоским. Согласно некоторым примерным вариантам осуществления изобретения катод 340 также включает боковую стенку 345, проходящую, по существу, перпендикулярно по периметру основания 341 и простирающуюся от первой поверхности 342. В альтернативных примерных вариантах осуществления боковая стенка 345 проходит не перпендикулярно к основанию 341. Катод 340 изготавливают с использованием платины; однако в других вариантах осуществления могут быть использованы и другие подходящие материалы, такие как золото, палладий, драгоценные металлы и другие благородные металлы. Материал, используемый для изготовления катода 340, должен быть относительно коррозионно-стойким. Катод 340 погружают в жидкий электролит 330 и помещают на днище или вблизи днища 322 иммерсионного резервуара 320. Хотя выше были описаны несколько примерных конфигураций катода 340, форму катода 340 можно менять, чтобы увеличить или уменьшить электрическое поле вблизи ПАК-резца 100, когда он включается в цепь 390, которая образована с использованием катода 340, ПАК-резца 100, жидкого электролита 330 и первого источника 360 питания.
[0032] Как только катод 340 помещают в иммерсионный резервуар 320 и погружают в жидкий электролит 330, по меньшей мере часть ПАК-резца 100 наряду с частью кожуха 310 также погружаются в жидкий электролит 330. Более конкретно, ПАК-режущее полотно 110 погружается в жидкий электролит 330 и размещается вблизи основания 341, где профиль периметра ПАК-режущего полотна 110 окружен профилем периметра основания 341. Кроме того, между режущей поверхностью 112 и основанием 341 формируют промежуток 349. Промежуток 349 позволяет жидкому электролиту 330 контактировать по меньшей мере с частью ПАК-режущего полотна 110. Промежуток 349 имеет размер от примерно 1 мм до примерно 10 мм; однако в других примерных вариантах осуществления размер промежутка 349 может быть больше или меньше. В некоторых вариантах осуществления режущую поверхность 112 помещают вблизи и, по существу, параллельно первой поверхности 342 катода 340. Кроме того, в некоторых примерных вариантах осуществления боковая стенка 345 катода 340 окружает по меньшей мере часть внешней стенки 116 ПАК-режущего полотна.
[0033] Первый источник питания 360 имеет отрицательный вывод 361 и положительный вывод 364. Отрицательный вывод 361 электрически соединен с подложкой 150, выступающей в качестве анода, с использованием первого электропроводящего провода 362, в то время как положительный вывод 364 электрически соединен с катодом 340 с использованием второго электропроводящего провода 365. Первый источник питания 360 дает ток для электролиза жидкого электролита 330 и, тем самым, для облегчения реакции жидкого электролита 330 с кобальтом или другим материалом катализатора 214 (Фиг. 2), используемым для формирования ПАК-режущего полотна 110. Подробный способ удаления по меньшей мере части кобальта из ПАК-режущего полотна 110 детально описан ниже. В некоторых вариантах осуществления первый источник питания 360 дает примерно пятнадцать вольт переменного напряжения и ток примерно один миллиампер. Однако напряжение и/или ток могут быть другими в других вариантах осуществления в зависимости от материалов, используемых для формирования ПАК-режущего полотна 110, а также материалов, используемых в составе жидкого электролита 330.
[0034] Преобразователь 350 в некоторых примерных вариантах осуществления соединен с ПАК-резцом 100. Согласно некоторым примерным вариантам осуществления часть преобразователя 350 соединяют с нижней поверхностью 154 ПАК-резца 100; однако в других примерных вариантах осуществления преобразователь 350 может быть соединен с частью внешней стенки 156 подложки. В альтернативном варианте преобразователь 350 соединен с участком иммерсионного резервуара 320 или помещен в жидкий электролит 330, производя, тем самым, колебания, распространяющиеся через жидкий электролит 330 в ПАК-резец 100. Преобразователь 350 также может быть соединен со вторым источником 370 питания с помощью третьего электрического провода 371. Преобразователь 350 превращает электрический ток из второго источника 370 питания в колебания, распространяющиеся через ПАК-резец 100. Преобразователь 350 имеет цилиндрическую форму, и размер его окружности примерно равен размеру окружности нижней поверхности 154. Однако форма и размер преобразователя 350 в других вариантах осуществления могут быть другими. Преобразователь 350 является пьезоэлектрическим преобразователем; однако в других примерных вариантах осуществления преобразователь 350 может быть магнитострикционным преобразователем. Преобразователь 350 в некоторых примерных вариантах осуществления работает на частоте примерно 40 килогерц (кГц). В других вариантах осуществления преобразователь 350 работает на частоте от примерно 20 кГц до примерно 50 кГц; и во всех остальных вариантах осуществления его рабочая частота является более высокой или более низкой, чем значения указанного интервала. Преобразователь 350 дает ультразвуковые колебания 355, распространяющиеся через ПАК-резец 100, и способствуют удалению CoCl2 из внутрипоровых пространств 212 (Фиг. 2), сформированных в ПАК-режущем полотне 110, которые будут описаны ниже. В некоторых примерных вариантах осуществления второй источник 370 питания отсутствует, и питание на преобразователь 350 подается из первого источника 360 питания.
[0035] Как только установку 300 для удаления катализатора вводят в действие, первый источник 360 питания включают, чтобы способствовать электролизу жидкого электролита 330. Первый источник 360 питания настраивают на желаемое значение напряжения, чтобы способствовать растворению кобальта или материала катализатора 214 (Фиг. 2) в жидком электролите 330. В некоторых примерных вариантах осуществления желаемое значение напряжения оптимизируют, тем самым максимизируя растворение кобальта или материала катализатора 214 (Фиг. 2) в жидком электролите 330. В примерных вариантах осуществления с использованием в качестве жидкого электролита 330 разбавленного раствора HCl, смешанного с водой, на ПАК-режущем полотне 100 или аноде выделяется газообразный кислород, а на катоде 340 выделяется газообразный водород. Хлорид-ионы отделяются от ионов водорода и находятся в жидком электролите 330. Жидкий электролит 330 проникает во внутрипоровые пространства 212 (Фиг. 2) ПАК-режущего полотна 100, где хлорид-ионы взаимодействуют с расположенными там ионами кобальта. Реакция приводит к образованию CoCl2, который является высокорастворимой в жидком электролите 330 солью кобальта. Эта высокая растворимость соли продукта, например, CoCl2, предотвращает (или снижает) закупорку любыми твердыми побочными продуктами, образующимися во время реакции. CoCl2 удаляется из внутрипоровых пространств 212 и из ПАК-режущего полотна 110.
[0036] В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения преобразователь 350 и второй источник 370 питания включают в установку 300 для удаления катализатора согласно вышеприведенному описанию. Второй источник 370 питания включают, чтобы способствовать удалению CoCl2 из ПАК-режущего полотна 110 обратно в жидкий электролит 330. Преобразователь 350 производит ультразвуковые колебания 355 в ПАК-резце 100, способствующие удалению CoCl2 из ПАК-режущего полотна 110 обратно в жидкий электролит 330. Рабочая частота преобразователя 350 и интенсивность упругих волн, испускаемых преобразователем, может быть отрегулирована так, чтобы максимизировать колебания 355 ПАК-режущего полотна 110. Кроме того, ультразвуковые колебания 355 механически улучшают скорость циркуляции жидкого электролита 330 в и из внутрипоровых пространств 212 (Фиг. 2), поставляя, тем самым, свежий, еще непрореагировавший, жидкий электролит 330 во внутрипоровые пространства 212 (Фиг. 2). Когда CoCl2 удаляется из ПАК-режущего полотна 110, жидкий электролит 330 может проникать дальше в ПАК-режущее полотно 110 и реагировать с большим количеством кобальта, расположенного в других внутрипоровых пустотах 212 (Фиг. 2). Таким образом, жидкий электролит 330 в состоянии продвигаться внутрь в ПАК-режущее полотно 110 с более высокой скоростью, чем в обычных методах выщелачивания. Время, затраченное на удаление катализатора из ПАК-режущего полотна 110 на 0,2 мм глубины с использованием установки 300 для удаления катализатора и предложенного в настоящем изобретении способа, составляет примерно три часа, в то время как время, затраченное на выщелачивание до той же самой глубины с использованием обычных методов выщелачивания, составляет несколько дней. Таким образом, более высокая скорость удаления катализатора приводит к снижению издержек, потому как удаляемые компоненты катализатора удается получать быстрее и, соответственно, быстрее использовать в процессе снова.
[0037] Хотя показано, что в жидкий электролит 330 погружается единственный ПАК-резец 100 и соответствующий катод 340, возможна также ситуация, когда несколько ПАК-резцов 100 с соответствующими катодами 340 одновременно погружаются в жидкий электролит 330 для удаления материала катализатора 212 (Фиг. 2) из ПАК-режущего полотна 110. В альтернативном варианте катодный лоток (не показан), имеющий несколько заглубленных областей (не показаны), может использоваться вместо катода 340. Каждая заглубленная область способна принимать по меньшей мере часть ПАК-режущего полотна 110 соответствующего ПАК-резца 100.
[0038] Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе установки 400 для удаления катализатора в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Установка 400 для удаления катализатора подобна установке 300 для удаления катализатора (Фиг. 3), за исключением того, что установка 400 для удаления катализатора включает пористый материал 410, используемый для соединения катода 340 с ПАК-резцом 100 в жестко зафиксированном взаимоположении. В некоторых примерных вариантах осуществления пористый материал 410 помещают между ПАК-режущим полотном 110 и катодом 340 и соединяют с каждым из ПАК-режущего полотна 110 и катода 340. В альтернативном варианте пористый материал 410 помещается между кожухом 310 и катодом 340 и соединяют с каждым из кожуха 310 и катода 340. В этих альтернативных вариантах периметр боковой стенки 345 катода больше, чем периметр кожуха 310 и боковая стенка 345 катода вертикально перекрывается с частью кожуха 310. Пористый материал 410 имеет кольцеобразную форму и образует канал 415. В некоторых примерных вариантах осуществления канал 415 доводят до требуемого размера канала 344, сформированного в пределах катода 340 и вертикально выравнивают с каналом 344. Периметр пористого материала 410 меньше, чем периметр ПАК-режущего полотна 110 согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Пористый материал 410 изготавливают, используя, например, губку; однако другие материалы, известные специалистам в данной области техники, также могут использоваться для соединения катода 340 в зафиксированном взаиморасположении с ПАК-резцом 100. Этот примерный вариант осуществления позволяет как ПАК-резцу 100, так и катоду 340, быть подвешенными на некотором расстоянии от днища 322 иммерсионного резервуара 320. Дополнительные варианты осуществления, описанные в отношении установки 300 для удаления катализатора (Фиг. 3) выше, применимы также и к установке 400 для удаления катализатора и, соответственно, могут использоваться для модификации установки 400 для удаления катализатора.
[0039] Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе установки 500 для удаления катализатора в соответствии с другим примерным вариантом конструкции. Установка 500 для удаления катализатора подобна установке 300 для удаления катализатора (Фиг. 3), за исключением того, что установка 500 для удаления катализатора объединяет катод 340 (Фиг. 3) с иммерсионным резервуаром 320 (Фиг. 3) с образованием катодного иммерсионного резервуара 510. Катодный иммерсионный резервуар 510 подобен иммерсионному резервуару 320 (Фиг. 3), за исключением того, что катодный иммерсионный резервуар 510 изготовлен с использованием материалов, применяемых для изготовления катода 340 (Фиг. 3). Таким образом, положительный вывод 364 первого источника 360 питания электрически соединен с катодным иммерсионным резервуаром 510. Работа установки 500 для удаления катализатора подобна работе установки 300 для удаления катализатора (Фиг. 3). Дополнительные варианты осуществления, описанные относительно установки 300 для удаления катализатора (Фиг. 3) выше, применимы к установке 500 для удаления катализатора и могут использоваться для модификации установки 500 для удаления катализатора, соответственно.
[0040] Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе установки 600 для удаления катализатора в соответствии с другим примерным вариантом осуществления. Установка 600 для удаления катализатора подобна установке 300 для удаления катализатора (Фиг. 3), за исключением того, что преобразователь 350 установки 600 для удаления катализатора погружают в жидкий электролит 330. Преобразователь 350 передает ультразвуковые колебания 355 в жидкий электролит 330, который затем передает колебания 355 ПАК-режущему полотну 110. Как ранее упомянуто, ультразвуковые колебания 355 способствуют удалению продукта реакции или соли в пределах внутрипоровой пустоты 212 (Фиг. 2) и увеличивают скорость рециркуляции свежего и нереагировавшего жидкого электролита 330 в ПАК-режущем полотне 110. Таким образом, скорость удаления катализатора существенно увеличивается. Альтернативно, преобразователь 350 соединяют с частью иммерсионного резервуара 320. Дополнительные варианты осуществления, описанные относительно установки 300 для удаления катализатора (Фиг. 3) выше, применимы к установке 600 для удаления катализатора и могут использоваться для модификации установки 600 для удаления катализатора, соответственно.
[0041] Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе установки 700 для удаления катализатора в соответствии с другим примерным вариантом осуществления. Установка 700 для удаления катализатора подобна установке 300 для удаления катализатора (Фиг. 3), за исключением того, что иммерсионный резервуар 320 (Фиг. 3), кожух 310 (Фиг. 3), катод 340 (Фиг. 3) и преобразователь 350 (Фиг. 3) удаляют и заменяют металлической сеткой 740, функционирующей как катод 340 (Фиг. 3), а поглощающий материал 710 располагают между металлической сеткой 740 и ПАК-режущим полотном 110. Поглощающий материал 710 заполняется жидким электролитом 330, который обеспечивает электрическую дорожку от подложки 150 к металлической сетке 740. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, преобразователь 350 (Фиг. 3) и/или кожух 310 (Фиг. 3) необязательно используются в установке 700 для удаления катализатора ранее описанным образом.
[0042] Установка 700 для удаления катализатора включает первый источник питания 360, ПАК-резец 100, поглощающий материал 710 и металлическую сетку 740. Металлическую сетку 740 изготавливают с использованием металла, который ведет себя как катодный материал. Поглощающий материал 710 заполняют жидким электролитом 330 и размещают в контакте с металлической сеткой 740. ПАК-резец 100 включает подложку 150 и резец 110, соединенный с подложкой 150, как ранее упомянуто. ПАК-режущую поверхность режущего полотна 112 размещают в контакте с поглощающим материалом 710. Первый источник питания 360 включает отрицательный вывод 361 и положительный вывод 364. Отрицательный вывод 361 электрически соединяют с подложкой, 150, используя первый электропроводящий провод 362, а отрицательный вывод 364 электрически соединяют с металлической сеткой 740, используя второй электропроводящий провод 365. Таким образом, от отрицательного вывода 361 до положительного вывода 364 формируется электрическая дорожка, которая проходит по меньшей мере через первый электропроводящий провод 362, подложку 150, ПАК-режущее полотно 110, поглощающий материал 710, заполненный жидким электролитом 330, металлическую сетку 740 и второй электропроводящий провод 365, в этом порядке. Форма поглощающего материала 710 переменна и зависит от выборов конструкции. Например, поглощающим материалом 710 является полотенце или тканевый материал в определенных примерных вариантах осуществления и он выполняется в контакте только с ПАК-режущей поверхностью 112 ПАК-резца 100. В другом примере поглощающим материалом 710 является губчатый материал в определенных примерных вариантах осуществления и он выполняется в контакте с ПАК-режущей поверхностью 112 и по меньшей мере частью внешней стенки 116 ПАК-режущего полотна. Дополнительные варианты осуществления, описанные относительно установки 300 для удаления катализатора (Фиг. 3) выше, применимы к установке 700 для удаления катализатора и могут использоваться для модификации установки 700 для удаления катализатора, соответственно.
[0043] Хотя каждый примерный вариант осуществления был описан подробно, следует понимать, что любые особенности и изменения, которые применимы к одному варианту осуществления, также применимы к другим вариантам осуществления. Кроме того, хотя изобретение описано в отношении конкретных вариантов осуществления, эти описания не предназначены рассматриваться, как ограничивающие. Различные изменения раскрытых вариантов осуществления, так же как альтернативных вариантов осуществления изобретения, станут очевидными для специалистов в данной области техники со ссылкой на описание примерных вариантов осуществления. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что концепция и определенные раскрытые варианты осуществления могут быть легко использованы как основа для изменения или проектирования других структур или методов выполнения тех же самых целей изобретения. Специалистам в данной области техники также следует понимать, что такие эквивалентные конструкции не отступают от сути и объема изобретения, как изложено в приложенной формуле изобретения. Следовательно, предполагают, что формула изобретения будет охватывать любые такие изменения или варианты осуществления, которые находятся в объеме данного изобретения.
Claims (33)
1. Установка для удаления катализатора из поликристаллического алмазного композита поликристаллического алмазного резца (ПАК-резца), при этом упомянутый ПАК-резец содержит подложку и нанесенный на нее поликристаллический алмазный композит (ПАК), содержащая:
источник питания,
катод,
ультразвуковой акустический преобразователь и
резервуар, имеющий днище и стенку, проходящую вокруг и вверх от периметра днища с образованием полости для размещения в ней жидкого электролита и катода, выполненного с возможностью погружения его в жидкий электролит, при этом ПАК-резец выполнен с возможностью погружения по меньшей мере его части в жидкий электролит с образованием промежутка между ним и катодом, а источник питания выполнен с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом для обеспечения реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, а ультразвуковой акустический преобразователь установлен с возможностью обработки ультразвуковыми колебаниями упомянутого ПАК-резца.
источник питания,
катод,
ультразвуковой акустический преобразователь и
резервуар, имеющий днище и стенку, проходящую вокруг и вверх от периметра днища с образованием полости для размещения в ней жидкого электролита и катода, выполненного с возможностью погружения его в жидкий электролит, при этом ПАК-резец выполнен с возможностью погружения по меньшей мере его части в жидкий электролит с образованием промежутка между ним и катодом, а источник питания выполнен с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом для обеспечения реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, а ультразвуковой акустический преобразователь установлен с возможностью обработки ультразвуковыми колебаниями упомянутого ПАК-резца.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь акустически связан с упомянутым ПАК-резцом с возможностью испускать колебания в упомянутый ПАК-резец.
3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью соединения с поверхностью упомянутого ПАК-резца.
4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь соединен с резервуаром.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь погружен в жидкий электролит.
6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый ПАК-резец включает подложку, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущее полотно, соединенное с верхней поверхностью подложки и имеющее поликристаллическую структуру ПАК, и содержащее материал катализатора, осажденный внутри поликристаллической структуры.
7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что она включает кожух, окружающий по меньшей мере часть периферийной поверхности ПАК-резца, проходящей от, по меньшей мере, верхней поверхности до нижней поверхности, и при этом часть кожуха погружена в жидкий электролит.
8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что жидкий электролит включает разбавленный раствор хлористоводородной кислоты, содержание хлористоводородной кислоты в котором находится в диапазоне от примерно двух массовых процентов до примерно пятнадцати массовых процентов.
9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что жидкий электролит является одним из группы, включающей концентрированный раствор кислоты, разбавленный раствор кислоты, раствор кислой соли, концентрированный раствор основания, разбавленный раствор основания, раствор основной соли и ванну расплава солей.
10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что катод включает днище катода и стенку катода, проходящую вокруг и вверх от периметра днища катода с образованием полости катода, причем стенка катода окружает периферийную поверхность по меньшей мере части упомянутого ПАК-резца.
11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что в днище катода выполнен канал, размещенный по центру днища катода.
12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между катодом и упомянутым ПАК-резцом расположен и соединен с ними пористый материал.
13. Установка для удаления катализатора из поликристаллического алмазного композита поликристаллического алмазного резца (ПАК-резца), при этом упомянутый ПАК-резец содержит подложку и нанесенный на нее поликристаллический алмазный композит (ПАК), включающая:
источник питания,
ультразвуковой акустический преобразователь и
катод с днищем и стенкой, проходящей вокруг и вверх от периметра днища с образованием полости для размещения в ней жидкого электролита, при этом ПАК-резец выполнен с возможностью погружения по меньшей мере его части в упомянутый жидкий электролит с образованием промежутка между ним и катодом, а источник питания выполнен с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом для обеспечения реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, а ультразвуковой акустический преобразователь установлен с возможностью обработки ультразвуковыми колебаниями упомянутого ПАК-резца.
источник питания,
ультразвуковой акустический преобразователь и
катод с днищем и стенкой, проходящей вокруг и вверх от периметра днища с образованием полости для размещения в ней жидкого электролита, при этом ПАК-резец выполнен с возможностью погружения по меньшей мере его части в упомянутый жидкий электролит с образованием промежутка между ним и катодом, а источник питания выполнен с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом для обеспечения реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, а ультразвуковой акустический преобразователь установлен с возможностью обработки ультразвуковыми колебаниями упомянутого ПАК-резца.
14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь акустически связан с упомянутым ПАК-резцом с возможностью испускать колебания в упомянутый ПАК-резец.
15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью соединения с поверхностью упомянутого ПАК-резца.
16. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь погружен в жидкий электролит.
17. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что упомянутый ПАК-резец включает подложку, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущее полотно, соединенное с верхней поверхностью подложки и имеющее поликристаллическую структуру ПАК, и содержащее материал катализатора, осажденный внутри поликристаллической структуры.
18. Установка по п. 17, отличающаяся тем, что она включает кожух, окружающий по меньшей мере часть периферийной поверхности упомянутого ПАК-резца, проходящей от, по меньшей мере, верхней поверхности до нижней поверхности, и при этом часть кожуха погружена в жидкий электролит.
19. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что жидкий электролит включает разбавленный раствор хлористоводородной кислоты, содержание хлористоводородной кислоты в котором находится в диапазоне от примерно двух массовых процентов до примерно пятнадцати массовых процентов.
20. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что жидкий электролит является одним из группы, включающей концентрированный раствор кислоты, разбавленный раствор кислоты, раствор кислой соли, концентрированный раствор основания, разбавленный раствор основания, раствор основной соли и ванну расплава солей.
21. Способ удаления катализатора из поликристаллического алмазного композита поликристаллического алмазного резца (ПАК-резца), при этом упомянутый ПАК-резец содержит подложку и нанесенный на нее поликристаллический алмазный композит (ПАК), содержащий материал катализатора, осажденный внутри поликристаллического алмазного композита, включающий:
размещение упомянутого ПАК-резца, содержащего поликристаллический алмазный композит с осажденным внутри него материалом катализатора, вблизи катода и формирование промежутка между ними,
размещение жидкого электролита в пределах, по меньшей мере, участка упомянутого промежутка, причем жидкий электролит гидравлически соединяет по меньшей мере часть упомянутого ПАК-резца с по меньшей мере частью катода,
электрическое соединение источника питания с упомянутым ПАК-резцом и с катодом,
обработку ультразвуковыми колебаниями ПАК-резца с помощью ультразвукового акустического преобразователя,
реагирование жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, и
удаление образовавшегося материала продукта из упомянутого ПАК-резца.
размещение упомянутого ПАК-резца, содержащего поликристаллический алмазный композит с осажденным внутри него материалом катализатора, вблизи катода и формирование промежутка между ними,
размещение жидкого электролита в пределах, по меньшей мере, участка упомянутого промежутка, причем жидкий электролит гидравлически соединяет по меньшей мере часть упомянутого ПАК-резца с по меньшей мере частью катода,
электрическое соединение источника питания с упомянутым ПАК-резцом и с катодом,
обработку ультразвуковыми колебаниями ПАК-резца с помощью ультразвукового акустического преобразователя,
реагирование жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, и
удаление образовавшегося материала продукта из упомянутого ПАК-резца.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что он включает акустическое соединение ультразвукового преобразователя с упомянутым ПАК-резцом с обеспечением испускания колебаний в упомянутый ПАК-резец.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что ультразвуковой преобразователь погружают в жидкий электролит.
24. Способ по п. 21, отличающийся тем, что используют ПАК-резец, включающий подложку, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущее полотно, соединенное с верхней поверхностью подложки и имеющее поликристаллическую структуру ПАК, и содержащее материал катализатора, осажденный внутри поликристаллической структуры.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что он включает размещение кожуха вокруг по меньшей мере части периферийной поверхности ПАК-резца, проходящей от, по меньшей мере, верхней поверхности до нижней поверхности, при этом часть кожуха погружают в жидкий электролит.
26. Способ по п. 21, отличающийся тем, что жидкий электролит включает разбавленный раствор хлористоводородной кислоты, содержание хлористоводородной кислоты в котором находится в диапазоне от примерно двух массовых процентов до примерно пятнадцати массовых процентов.
27. Способ по п. 21, отличающийся тем, что жидкий электролит является одним из группы, включающей концентрированный раствор кислоты, разбавленный раствор кислоты, раствор кислой соли, концентрированный раствор основания, разбавленный раствор основания, раствор основной соли и ванну расплава солей.
28. Установка для удаления катализатора из поликристаллического алмазного композита поликристаллического алмазного резца (ПАК-резца), при этом упомянутый ПАК-резец содержит подложку и нанесенный на нее поликристаллический алмазный композит (ПАК), включающая:
катод с днищем,
поглощающий материал, расположенный на днище, для размещения по меньшей мере части упомянутого ПАК-резца на упомянутом материале,
жидкий электролит, расположенный внутри поглощающего материала,
источник питания, выполненный с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом с обеспечением реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, и
ультразвуковой акустический преобразователь.
катод с днищем,
поглощающий материал, расположенный на днище, для размещения по меньшей мере части упомянутого ПАК-резца на упомянутом материале,
жидкий электролит, расположенный внутри поглощающего материала,
источник питания, выполненный с возможностью электрического соединения с упомянутым ПАК-резцом и катодом с обеспечением реагирования жидкого электролита с по меньшей мере частью материала катализатора с образованием материала продукта, растворимого в жидком электролите, и
ультразвуковой акустический преобразователь.
29. Установка по п. 28, отличающаяся тем, что упомянутый ультразвуковой преобразователь акустически связан с упомянутым ПАК-резцом с возможностью испускания колебаний в упомянутый ПАК-резец.
30. Установка по п. 28, отличающаяся тем, что упомянутый ПАК-резец включает подложку, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущее полотно, соединенное с верхней поверхностью подложки и имеющее поликристаллическую структуру ПАК, и содержащее материал катализатора, осажденный внутри поликристаллической структуры.
31. Установка по п. 30, отличающаяся тем, что она включает кожух, окружающий по меньшей мере часть периферийной поверхности ПАК-резца, проходящей от, по меньшей мере, верхней поверхности до нижней поверхности.
32. Установка по п. 28, отличающаяся тем, что жидкий электролит включает разбавленный раствор хлористоводородной кислоты, содержание хлористоводородной кислоты в котором находится в диапазоне от примерно двух массовых процентов до примерно пятнадцати массовых процентов.
33. Установка по п. 28, отличающаяся тем, что жидкий электролит является одним из группы, включающей концентрированный раствор кислоты, разбавленный раствор кислоты, раствор кислой соли, концентрированный раствор основания, разбавленный раствор основания, раствор основной соли и ванну расплава солей.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161502014P | 2011-06-28 | 2011-06-28 | |
| US61/502,014 | 2011-06-28 | ||
| PCT/US2012/044175 WO2013003333A1 (en) | 2011-06-28 | 2012-06-26 | Ultrasound assisted electrochemical catalyst removal for superhard materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013152775A RU2013152775A (ru) | 2015-06-10 |
| RU2602651C2 true RU2602651C2 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=47389486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013152775/02A RU2602651C2 (ru) | 2011-06-28 | 2012-06-26 | Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9469914B2 (ru) |
| EP (1) | EP2726696A4 (ru) |
| RU (1) | RU2602651C2 (ru) |
| WO (1) | WO2013003333A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201309517B (ru) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9377428B2 (en) | 2012-02-21 | 2016-06-28 | Varel International Ind., L.P. | Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy |
| US20130213720A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Varel International Ind., L.P. | Method And Apparatus To Improve The Performance Of A Leached Cutter |
| US9423370B2 (en) | 2012-02-21 | 2016-08-23 | Varel International Ind., L.P | Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond |
| US9423436B2 (en) | 2012-02-21 | 2016-08-23 | Varel International Ind., L.P. | Method and apparatus to assess the thermal damage caused to a PCD cutter using capacitance spectroscopy |
| US9128031B2 (en) | 2012-02-21 | 2015-09-08 | Varel International Ind., L.P. | Method to improve the leaching process |
| EP2650395A3 (en) * | 2012-02-21 | 2015-02-18 | Varel International, Ind., L.P. | Method to improve the leaching process |
| US10105824B2 (en) * | 2013-12-30 | 2018-10-23 | Smith International, Inc. | Chemical leaching/thermal decomposing carbonate in carbonate PCD |
| CN106164408A (zh) * | 2014-06-04 | 2016-11-23 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于从聚晶金刚石复合片浸出催化剂的高压射流 |
| US10718166B2 (en) | 2014-06-20 | 2020-07-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Laser-leached polycrystalline diamond and laser-leaching methods and devices |
| US10737368B2 (en) | 2014-09-26 | 2020-08-11 | National Oilwell Varco, L.P. | Electrochemical corrosion of catalyst material from PCD elements |
| US10011000B1 (en) | 2014-10-10 | 2018-07-03 | Us Synthetic Corporation | Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials |
| US11766761B1 (en) | 2014-10-10 | 2023-09-26 | Us Synthetic Corporation | Group II metal salts in electrolytic leaching of superabrasive materials |
| CN104862771B (zh) * | 2015-05-28 | 2017-04-05 | 吉林大学 | 一种电解法脱除聚晶金刚石复合片中部分金属钴的方法 |
| US10723626B1 (en) * | 2015-05-31 | 2020-07-28 | Us Synthetic Corporation | Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials |
| US10406501B2 (en) | 2015-06-03 | 2019-09-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Electrochemical removal of metal or other material from polycrystalline diamond |
| US9878957B2 (en) * | 2015-06-30 | 2018-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Catalyst material extraction from polycrystalline diamond tables |
| CN113445117A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 中国地质大学（武汉） | 用于去除聚晶金刚石复合片中金属钴的电解方法和装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320615C9 (ru) * | 2000-09-20 | 2008-06-20 | Камко Интернешнл (Юк) Лимитед | Спрессованный в таблетку режущий элемент |
| US20100084197A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Smith International, Inc. | Diamond bonded construction with thermally stable region |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3151049A (en) * | 1958-09-29 | 1964-09-29 | Union Carbide Corp | Electrolytic method of and bath for stripping coatings from bases |
| US3411999A (en) * | 1965-12-10 | 1968-11-19 | Value Engineering Company | Method of etching refractory metal based materials uniformly along a surface |
| US3901786A (en) * | 1974-04-10 | 1975-08-26 | Us Energy | Electrolytic dissolver |
| GB2030599A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-10 | Nordstjernan Rederi Ab | Method and Apparatus for Ultrasonically Cleaning Articles |
| US4367127A (en) * | 1981-06-29 | 1983-01-04 | Vanguard Research Associates, Inc. | Metals recovery cell and electrode assembly for same |
| US5384016A (en) * | 1993-11-10 | 1995-01-24 | National Science Council | Process for recovering tungsten carbide from cemented tungsten carbide scraps by selective electrolysis |
| US5631102A (en) * | 1996-02-12 | 1997-05-20 | Wilson Greatbatch Ltd. | Separator insert for electrochemical cells |
| US6634837B1 (en) * | 2000-10-30 | 2003-10-21 | Cerbide Corporation | Ceramic cutting insert of polycrystalline tungsten carbide |
| US7350601B2 (en) | 2005-01-25 | 2008-04-01 | Smith International, Inc. | Cutting elements formed from ultra hard materials having an enhanced construction |
| US20110094895A1 (en) * | 2005-05-20 | 2011-04-28 | Stephen Mazur | Optical detection of planarization, breakthrough and end-point in membrane-mediated electropolishing of metal layers |
| US20070169419A1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-26 | Ulterra Drilling Technologies, Inc. | Sonochemical leaching of polycrystalline diamond |
| GB2468806B (en) * | 2007-02-06 | 2011-02-09 | Smith International | Method of forming a thermally stable cutting element |
| US8028771B2 (en) | 2007-02-06 | 2011-10-04 | Smith International, Inc. | Polycrystalline diamond constructions having improved thermal stability |
| US8627904B2 (en) | 2007-10-04 | 2014-01-14 | Smith International, Inc. | Thermally stable polycrystalline diamond material with gradient structure |
| US7866418B2 (en) | 2008-10-03 | 2011-01-11 | Us Synthetic Corporation | Rotary drill bit including polycrystalline diamond cutting elements |
| CA2683260A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-20 | Smith International, Inc. | Techniques and materials for the accelerated removal of catalyst material from diamond bodies |
| US8597489B2 (en) * | 2010-07-08 | 2013-12-03 | General Electric Company | Method, apparatus and system for flexible electrochemical processing |
-
2012
- 2012-06-26 EP EP12804140.7A patent/EP2726696A4/en not_active Withdrawn
- 2012-06-26 WO PCT/US2012/044175 patent/WO2013003333A1/en active Application Filing
- 2012-06-26 US US13/533,282 patent/US9469914B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-26 RU RU2013152775/02A patent/RU2602651C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-12-17 ZA ZA2013/09517A patent/ZA201309517B/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320615C9 (ru) * | 2000-09-20 | 2008-06-20 | Камко Интернешнл (Юк) Лимитед | Спрессованный в таблетку режущий элемент |
| US20100084197A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Smith International, Inc. | Diamond bonded construction with thermally stable region |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130001100A1 (en) | 2013-01-03 |
| ZA201309517B (en) | 2017-03-29 |
| RU2013152775A (ru) | 2015-06-10 |
| WO2013003333A1 (en) | 2013-01-03 |
| EP2726696A1 (en) | 2014-05-07 |
| US9469914B2 (en) | 2016-10-18 |
| EP2726696A4 (en) | 2015-04-08 |
| WO2013003333A8 (en) | 2014-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2602651C2 (ru) | Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука | |
| US9128031B2 (en) | Method to improve the leaching process | |
| US20070169419A1 (en) | Sonochemical leaching of polycrystalline diamond | |
| US8535400B2 (en) | Techniques and materials for the accelerated removal of catalyst material from diamond bodies | |
| US9724804B2 (en) | Methods of forming cutting elements by oxidizing metal in interstitial spaces in polycrystalline material | |
| KR101802551B1 (ko) | 기능적으로 침출된 pcd 커터 | |
| US20150209837A1 (en) | Apparatus to improve the performance of a leached cutter | |
| CN104389012A (zh) | 一种脱钴pdc复合片的制备方法 | |
| WO2007034605A1 (ja) | 還元性金属の溶融塩電解装置およびその電解方法並びに還元性金属を用いた高融点金属の製造方法 | |
| US9764387B2 (en) | Polycrystalline diamond compact with increased impact resistance | |
| Chen et al. | Wetting behavior of carbon in molten carbonate | |
| JP2013169646A (ja) | 副生成物除去装置、清浄された浸出済みカッター、副生成物を除去する方法及び副生成物を除去することの有効性の判定方法 | |
| US10737368B2 (en) | Electrochemical corrosion of catalyst material from PCD elements | |
| JP2008063607A (ja) | ダイヤモンド被覆基板、電気化学的処理用電極、電気化学的処理方法及びダイヤモンド被覆基板の製造方法 | |
| JPWO2009107339A1 (ja) | 還元性金属の製造方法およびこれに用いる溶融塩電解装置 | |
| US20120145556A1 (en) | System and Method for Causing Cavitation in a Liquid Metal | |
| EP2650395A2 (en) | Method to improve the leaching process | |
| JP2004107779A (ja) | 多孔質金属およびその製造方法 | |
| JPH06337257A (ja) | セラミックス体と難焼結性酸素酸塩結晶の接合体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170627 |