Способ изготовления алмазного породоразрушающего инструмента

Способ изготовления алмазного породоразрушающего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

69 (И)

ООЮЭ ООВЕТОНИХ ОЗЮЮМР И

РЕОПИУЗИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втокнавв свидатильствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

21) 2875322/22-02

22) 24.01.80 (46 15.04.83. Бюл. 9.14 (72) Н.й, Панин и Ю.,Е. Будюков (53 621.762 ° 8(088.8) (563 1. Блинов Г.А.-и др. Породораз, рушающий инструмент для алмазного буфеййя,Л.,"Недра",1969, с.49-52. 2. Авторское свидетельство СССР ,9 387789, кл. В 22 f 3/26, 1972. (54) Ь7) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ПОРОДОРАЗРУШМ)ЩЕГО КНСТРУИЕНТА, 8Щ) В 22 Г 3/26У В 22 f,7 06

:включающий размещение в пресс-форме алмазных зерен и материала McLTpH»

:цы, введение активатора в виде вод:ного раствора соли, прессование и термическую обработку, о т л и.ч аю шийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента за счет улучшения закрепления алмазов в матрице, в качестве активатора берут насыщенный раствор хлорной меди в количестве 0,7-1,4Ф от веса материала матрицм.

1011339

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спо.собам изготовления алмазного породоразрушающего инструмента; алмазных коронок, долот и расширителей.

Известен способ изготовления ал" мазного породоразрушающего инструмента, включающий формование, прессование .алмазоносной матрицы в пресс-форме и последующую пропитку связующим (1).

Недостатком способа является низкая прочность закрепления алмазов в матрице и неоднородная степень пропитки связующим, что приводит к снижению стойкости инструмента. 15

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления алмазного породоразрушающего инструмента, 70 включающий размещение в пресс-форме алмазных зерен и порошка материала матрицы, введение активатора в виде .водного раствора соли, прессование и термическую обработку, 75 в результате которой происходит спекание матрицы (2).

Однако использование в качестве активатора раствора хлористого цинка приводит к быстрому выходу инстру" ЗО мента иэ строя иэ-эа быстрого выпадения алмазов, так как добавка цинка ведет к увеличению хрупкости материала матрицы.

Цель изобретения - повышение стойкости инструмента эа счет улучшения закрепления алмазов в матрице.

Цель достигается тем, что согласно способу изготовления алмазного породоразрушающего инструмента, 40 включающем размещение в пресс-форме алмаз ных зерен и материала матрицы, введение активатора в виде водного раствора соли, прессование и термическую обработку, в качестве актива- 45 тора берут насыщенный раствор хлорной меди в количестве 0,7-1,43 от веса материала матрицы.

Выбор количества раствора хлорной меди обоснован практическими ис- Я) следованиями.

При введении раствора хлорной меди менее 0,7 вес.Ъ имеет место неполное растворение окисных пленок и,. как следствие, выпадение алмазов s этих зонах. При введении указанного раствора более 1,4 вес.Ъ имеет мес» то перерасход раствора.

Пример. В графитовую или металлическую йресс-форму укладывают по определенной схеме алмазы.

В пресс-форме размещают материал матрицы в виде смеси порошков твердого сплава ВК10 (10 вес.Ъ).Пос ле этого вводят 0,7-1,4% раствора хлорной меди от веса материала матрицы насыщенного. Далее пуансоном или корпусом алмазной коронки проводят прессование матрицы под давлением 500-1000 кг/см,после чего прессформу подвергаЮт распрессовке. Спрессованную заготовку, например коронки, подвергают сушке при 150-200ОС, помещают в графитовую форму, куда вводят определенное количество связующего металла - меди. Количество связующего металла определяется в зависимости от типоразмера коронки. После этого проводят пропитку при 1130 С 10-20 мин и охлаждение до температуры 300 С. Затем полученную коронку извлекают иэ графитовой формы и подвергают механической обработке.

Изготовленные предлагаемым способом буроные коронки подвергают сравнительным испытаниям с коронками, изготовленными по способу-про» тотипу и по серийной технологии (базовый объект ).

По каждому иэ трех указанных способов изготавливают по 5 алмазных коронок (2 коронки 17А4 и 3 коронки К-16).

Сравнительное бурение проводят на буровом стенде, оснащенном буровым станком СБА-500 и комплектом контрольно-измерительных приборов.

Бурение коронками 17А4 осуществляют по блокам гранодиорида Ж! категории по буримости при следующих режимах: осевая нагрузка 1300 кгс, число оборотов снаряда 281 об/мин, расход промывочной жидкости на одну

45 л/мин.

Коронками К16 бурят блоки гранита 1Х категории по буримости при следующих режимах: осевая нагрузка

1450 кг, число оборотов снаряда

281 об/мин, расход промывочной жидкости 40 л/мин. Все коронки отрабатывают при слабо закрепленном на станине буровом станке, что позволяет создать условия для бурения коронками в режиме ударно-динамических нагрузок, т.е. условия, существующие в реальной скважине.

На каждую коронку 17А4 пробурено по 3 м, а на каждую коронку К16— по 2 м.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1011339 г в в а а в е е е е е е а а в ае ае а е е в е

Способ изготовления коронок

eaeeerri

ЮЮ ЮЮЮЮЮЮ4ЮЮЮЮ

Средняя, механическая скорость, м/ч

Количество коронок, шт °

Тип коронок

Износ торца, мм на

1 м бурения

Пробурено, м ю е е в в ае а е е в е ео е в а ев а а а е а

Предлагаемый способ 17А4

0,01

1,58

6. К-16

1,30

17А4

1,50

Серийный способ

1 21

К-16

17А4

1,45

Способ-прототип

K-16

° с

1,12

17А4 и - -16, изготовленных предлагаемям способом, эффективнее способа прототипа и серийной технологии по стойкости на 20-60%, а по механичес» кой скорости бурения на 9-20%. I

Прй средней проходке на одну . коронку 20 м и средней себестоимости 1 м бурения порядка 40 руб. коронка, изготовленная описываемым способом позволяет получить экономию в сумме

:160 руб.

Составитель

Редактор Л. Рвраменко Техред Ж.mстелевич. Корректор А, Повх

Заказ 2637/14 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Визуальным осмотром отработанных

:коронок было установлено, что коровки 17А4 и К-16, изготовленные по способу прототйпа имеют по нескольку выпазших алмазов. В коронках, изготовленных по серийной технологии выпадение алмазов июет место только в одной коровке, В коронках, изготовленных предлагаемым способом,; выйадения алмазов ве наблюдается.

Анализ даивых таблицы показывает, что применение алмазных коронок

0,015

0,012

0,019

О, 016

0,026