Établissement d’un critère de qualité des taillants diamant/WC-Co pour l’excavation de formations rocheuses
Résumé
Sous des conditions géologiques extrêmes, les outils de forage composés d’inserts en diamant polycristallins (PDC) sont particulièrement intéressants au vu de leur performance de coupe [1]. La qualité des matériaux innovants utilisés pour la fabrication de ces outils PDC doit être déterminée avec précision par la mesure de leur efficacité de coupe et de leur résistance à l’usure. Un banc d’usure (tour) composé de roches formées par un mortier spécifique a été utilisé pour réaliser les expériences de cette étude. Durant les essais, des inserts PDC ont été usés sur une distance d’abrasion supérieure à 15 km avec un effort normal moyen compris entre 3000 et 5000 N, une vitesse de coupe autour de 1,8 m.s-1 et une profondeur de coupe de 2 mm. Les analyses sont basées sur des modèles établissant des relations couplées entre les efforts de coupe et de frottement reliées aux mécanismes d’excavation réalisés par les outils de coupe [2]. Dans cette étude, les modèles sont implémentés dans le but d’évaluer l’efficacité de coupe et pour estimer la durée de vie de ces inserts diamantés. Les inserts testés ont révélés des taux d’usure [3] compris entre 1·10-8 et 16·10−8 mm3·N-1·m-1 et des efficacités de coupe à 10 km évaluées entre 31 et 55 %. Une approche originale est ensuite développée pour établir analytiquement un critère de qualité globale d’un taillant, tenant compte à la fois de son comportement tribologique (résistance à l’usure) et de ses capacités d’excavation (efficacité de coupe). Une hiérarchie clairement marquée a été révélée sur les différents taillants étudiés. Les variations de composition des matériaux et des méthodes de production distinctes utilisées pour la mise en œuvre des échantillons en sont à l’origine.
Domaines
Matériaux
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)