Способ изготовления алмазных буровых коронок

Патент 1125106

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНЫХ БУРОВЫХ КОРОНОК, включающий изготовление пресс-формы, закрепление в ней алмазов, засьшку матричной шихты, установку корпуса коронки в пресс-форму, прессование, пропитку металлическим расплавом и последующее извлечение изделия из пресс-формы , отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости изготовления коронок и улучшение их зксплуатационных свойств, пресс-форму изготавливают из льда, закрепление алмазов осуществляют погружением их в воду и промораживанием к стен§ кам пресс-формы, а извлекают изделие из пресс-формы при температуре таяния льда.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЭ,И /ИЭ

РЕСПУБЛИК эсю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3627274/22-02 (22) 21.07..83 (46) 23.11 .84. Бюл. В ф3 (72) Н. Н.Холодок, А.Н.Холодок и П.Н.Курочкин (71) Лейинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В.Плеханова (53) 621.762.86(088.8) (56) 1. Блинов Г.А. и др.. Породоразрушающий инструмент для алмазного бурения. Л., "Недра", 1968 .с. 50., 2. Авторское свидетельство СССР

У 782958, кл. В 22 Р 7/06, 1977.

SU„„1125106 А (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНЫХ БУРОВЫХ КОРОНОК, включающий изго товление пресс-формы, закрепление в ней алмазов, засыпку. матричной шихты, установку корпуса коронки в пресс-форму, прессование, пропитку металлическим расплавом и последующее извлечение изделия из пресс-формы, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости изготовления коронок и улучшение их эксплуатационных свойств, пресс-форму изготавливают из льда, закрепление алмазов осуществляют погружением их в воду и примораживанием к стен-. кам пресс-формы, а извлекают изделие из пресс-формы при температуре тая ния льда.

1 1125

Изобретение относится к порошка вой металлургии, а конкретно к способам изготовления алмазных буровых коронок.

Известен способ изготовления ал5 мазных буровых коронок, включающий изготовление пресс-формы из смеси .,графитного порошка с пульвербакелитом, укладку и закрепление алмазов в пресс-форме, засыпку пресс-формы матричной шихтой, установку корпуса коронки в пресс-форму,. ирессование матричной шихты, ее инфильтрацию (пропитку) металлическим расплавом, извлечение пропитанного изделия из пресс-Формы Г1 .

Недостатком способа является то, что при пропитке матричной шихты ме» таллическим. расплавом происходит сгорание пульвербакелита, прн этом выделяется много сажи, которая осаждается на алмазах и препятствует их смачиванию металлическим расплавом, что снижает качество изготав- ливаемых коронок, так, как они выпадают из матрицы в процессе бурения, кроме того, изготовление пресс-форм является весьма дорогостоящей операцией и требует большого расхода материалов (графита, пульвербакелита), так как пресс-формы. разрушаются при извлечении ив них готового изделия. . Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления алмазных буровых коронок, включакиций изготовление ". пресс-формы, закрепление в ней алмазов, засыпку матричной шихтой,- уста" новку корпуса коронки в пресс-форму, 40 прессование, пропитку металлическим расплавом и последующее извлечение изделия из пресс-формы.

Изготовление пресс-формы из смеси магнеэитового порошка с латексом

1позволяет уменьшить количество выделяемой сажи, и повысить качество изготавливаемого инструмента 2 3.

Однако способ весьма дорогосФоя- . щий, так как для изготовления пресс" форм требуется специальное оборудование, гидравлические прессы, смеси-

-тели, сушильные шкафы. Кроме того, . закрепление алмазов в пресс-форме перед засыпкой матричной шихтой .- Ы с, помощью клея, снижает качество ин струмента, так.как s процессе.пропитки расплавом металла клеевые ппеи

106 2 ки препятствуют смачиванию алмазов, они плохо закрепляются в матрице коронки и выпадают из нее в процессе бурений.

Целью изобретения является снижение стоимости изготовления коронок и улучшение их эксплуатационных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовле- ния алмазных буровых коронок, включающему изготовление пресс-формы, saкрепление в ней алмазов, засыпку матричной шихты, установку корпуса коронки и пресс-форму, прессование, пропитку металлическим расплавом н последующее извлечение изделия из пресс-формы, последнюю изготавливают из льда, закрепление алмазов осуществляют погружением их в воду и .примораживанием к стенкам пресс-Формы, а извлекают иэделие Hs прессформы при температуре таяния льда.

Изготовление пресс-формы из льда позволяет снизить стоимость изготовления инструмента, так как для. етого не требуется дорогостоящего оборудования (гидравлических прессов, смесителей, сушильных шкафов). Качество инструмента повышается за счет отсутствия органических веществ в материале пресс-формы, закрепление алмазов:примораживанием, что nosso» ляет полностью исключить образование сажи и клеевых пленок, препятствующих надежному закреплению -алмазов.: в матрице коронки.

Изготовление инструмента осуществляется следующим образом,;

В емкость помещают пуансон, asготовленный из фторопласта (материала не обмерзаеиого льдом), причем форма и.размеры пуансона соответствуют форме и размеру матрицы коронки.

Затем емкость заливают водой при комнатной температуре (+16 С) и помещают в холодильный аппарат, где при -204С производят замораживание воды. Затем извлекают фторопластовый

"пуансон. В емкости образуется ледяная форма, соответствующая форме коронки. .Алмазы смачивают, водой комнатной температуры (+16 С) и прижи мают к стенкам пресс-формы, находя-!gee)a в,холодильном аппарате при

-20 .С, при этом алмазы примерзают к пресс-форме. Затем пресс-форму при

-20 С засыпают матричной шихтой иэ

1125106

ВНЮШК Заказ 8396/11 ; Òèðàà 774 Подписное

Филиал ППП " Патешт", r. Ужгород,ул.Проектная, 4 карбида вольфрама, устанавливают кор-, пус и йроизводят прессование матричной шихты при удельном. давлении

40 кгс/см . Затем пресс-форму вместе с изделием нагревают до комнатной 5 температуры (+15аC), лед тает. Изделие извлекают и пропитывают расплавом меди при +1100 С. Полученное изделие не имеет раковин и пор, геометрические размеры соответствуют технической документации на буровые коронки.

Значительная разница в трудоем" кости и производительности изготов-. ,ления инструмента по предлагаемому

: способу, по сравнению с известным, а также отсутствие материальных saтрат на приготовление пресс-формы, обуславливает существенный экономический эффект.. 20

Д р и м е р 1. Изготавливают буровую коронку типа KPK. диаметром 46 мм.

В емкость, в которой расположен фторопластовый пуансон заливают 90 г воды при комнатной температуре (+15яС) и помешают,в холодильный агрегат, в котором -20 С и в течение

22 мин замораживают воду. Далее asвлекают пуансон, алмазы смачивают ведой и примораживают к стенке пресс-30 формы при -20 С. В прессформу .из льда засыпают 75 г матричной шйхты из твердого сплава BK-8 и произ :водят прессование при удельном давлении 60 кг/см . Затем пресс-форму, 35 с находящейся в ней коронкой, помещают в нагревательное устройство и растапливают ее при комнатной температуре +15 С в течение 45 мин. Потом коронку помещают в водородную печь 40 и производят пропитку расплавленной медью при температуре 1100 С, Пример 2. В емкость, в которой расположен фторопластовый пуансон, заливают 90 г воды при комнатной 45 температуре (+15 С) и помещают в хоа лодильный агрегат, в котором -8 С и в течение 68 мин замораживают воду.

Далее извлекают пуансон; алмазы смачивают водой и примораживают 50

-к стенке пресс-формы при -8 С..В пресс-форму иэ льда засыпают 75 r матричной шихты из твердого сплава

ВК-8 и производят прессование при удельном давлении 60 кг/см . Затем пресс-форму, с находящейся в ней коронкой, помещают в нагревательное устройство и растапливают ее.при

+95-С за 5 мин. Потом коронку помещают в водородную печь и производят пропитку расплавленной медью при

1100 С.

Пример 3. В. емкость, в кото" рой расположен фторопластовый пуансон, заливают 90 г воды при комнат- рой температуре (+15. С) и помещают в холодильный агрегат, в котором

-15 С И в течение 41 мин замораживаа ют воду. Далее извлекают пуансон; алмазы смачивают водой и примораживают к стенке пресс-формы. при -15

В пресс-форму из льда засыпают 75 r .. матричной шихты из твердого сплава

ВК"8 и производят прессоваиие при удельном давлении 60 кг/см . Затем пресс-форму, с находящейся в ней коронкой, помещают в нагревательное устройство и растапливают ее уфи

+95 С за 7 мин. Потом коронку помеФ

:щают в водородную, печь и производят пропитку расплавленной медью при тем пературе 1100 С.

Работоспособность буровых коро.нок, изготовленных по предлагаемому способу, проверена при бурении по

:блокам серого гранита 1Х категории по буримости. В качестве сравнения испытаны буровые коронки; изготовленные по известному способу. При про ведении испытаний были получены сле дующие результаты:

Средняя механическая скорость бурения (производительность) вЂ” коронки, полученные предлагаемым способом - 2,65 м/ч; вЂ” коронки, полученные известнымвЂ”

2-,42 й/ч.

Проходка на коронку (работоспособность), полученные предлагаемым способом вЂ” 9,0 м; полученные известным вЂ” 8,5 м.