Способ производства бурового инструмента Советский патент 1983 года по МПК C21D9/22 

Р

д

а

э

Zi9

D

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно производству буровых инструментов, и может быть использовано при изготовлении долот и коронок шнекового бурения.

Известен способ изготовления буровых инструментов, включающий наплавку высоколегированных.сплавов на железной основе на передние грани режущего органа til.

Недостатками указанного способа являются значительная химическая и структурная неоднородность в зоне сплавления} недостаточно прочная связь между наплавленным металлом и основой; большая трудоемкость наплавки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является способ производства бурового инструмента, заключающийся в изготовлении инструмента из стали, напайке пластин из твердого сплава к буровой коронке и упрочнение от температуры нагрева под пайку. Известный способ позволяет устранить мягкую переходную зону C2l.

Известный способ также не обеспечивает длительной долговечности, необходимость пайки усложняет процесс изготовления и требует применения дорогостоящих пластин из твердого сплава.

Цель изобретения - увеличение долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства бурового инструмента, включающем изготовление его из стали и упрочнение, инструмент изготавливают из хромистой стали, а упрочнение

производят путем цементации и поверхг ностной закалки.

Инструмент изготавливают, Hanpi мер, из стали 35ХЗГ2ФЛ.

Пример. Изготавливают две партии двухлопастных долот шнекового бурения диаметром 154 мм по двум способам. Согласно способу-прототипу долота отлиты из стали 35Л (0,35%С) и подвергнуты армированию 0 твердосплавны1«1И пластинами (твердосплавные пластины припаивают).

Проводят нормализацию серийных долот по режиму: индукционный нагрев долот до 1020С, твердых пластин - до 1080°С и после завершения пайки охлаждение на воздухе. После нормализации долота отпускают в электрические печи при 180°С.

Согласно предлагаемому способу долота отлиты из стали 35ХЗГ2Ф и подвергнуты цементации вместо армирования твердосплавными пластинами. Цементацию проводят в древесноугольном карбюризаторе (стандартном бондюжском), в закрытых цементационных ящиках при 920с в течение 12-ч. Псзсле цементации долота подвергают закалке с индукционным нагревом до SSO-QOO C и охлаждением в масле. После закалки долота отпускают при 0 в течение 2 ч в отпускной электропечи.

Испытания проводят бурением скважин шнековым способом на буровой установке УГБ-1В глубиной 15-20 м, в породе 1-1У категорий буримо ти, представленных плотными глинами, суглинками, сухими и обводненными песками, фосфоритами.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий изготовление его из стали и упрочнение, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности, инструмент изготавливают из хромистой стали, а упрочнение производят путем цементации и поверхностной закалки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инструмент изготавливают из стали 35ХЗГ2ФЛ.

Предла2030+2400 12+17 гаемый

о350-800

Сталь 18+20,

твердый, сплав О

0,3+0,5 0,10-0,14 29,4

60-85

Сталь

Сталь 100

до 22 1,0 5-10 (потеря работоспособТвердый сплав ности из-за 0,2 0,15-0,25 выпадения твердосплавных пластин)

Твердость передней поверхности долота, изготовленного предлагаемым способом, после проходки 500 м не изменилась и составила 66 HRC.

Радиус притупления режущей кромки долота, обработанного предлагаемым способом, уменьшился, что свидетельствует о хорошей самозатачиваемости режущих лопастей.

Саилозатачивание улучшилось в результате плавного изменения твер-.

дости от сердцевины к поверхности, а не скачкообразного, когда используют напайку твердым сплавом.

Улучшение самозатачивания позволяет получить и более высокую скорость бурения долотом, изготовленным предлагаемым способом.

Представленные результаты свидетельствуют о повьллении долговечности бурового инструмента.