Способ изготовления бурового инструмента Советский патент 1992 года по МПК C21D9/22 

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

Известен способ изготовления буровых; инструментов, включающий напайку мет ал- локерамического твердого сплава на их передние грани. .

Недостатками известного способа являются отсутствие самозатачивания при бурё нии и малая долговечность инструментов. Недостатки объясняются неблагоприятным распределением твердости по глубине армированного поверхностного слоя, а именно высокая твердость сохраняется по всему сечению напаянного твердого сплава и резко уменьшается на границе с основным металлом.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ производства бурового инструмента, заключающийся в изготовлении инструмента из легированной стали с поверхностным упрочнением путем цементации и последующей закалки. Известный Способ обеспечивает плавное уменьшение твердости по глубине упрочненного слоя, что увеличивает и долговечность инструмента.

XI О СЛ Ы

Однако способ не обеспечивает достаточной способности инструмента к самозатачиванию и соответственно к увеличению скорости бурения. Цементация буровых инструментов увеличивает трудоемкость производства: Применение легированной стали для их изготовления увеличивает расход легирующих элементов.

Цель изобретения - повышение способности инструмента к самозатачиванию, снижение трудоемкости производства и экономия легирующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства бурового инструмента, включающему изготовление его из стали путём заливки в форму с формированием режущих элементов из стали, легированной карбидообразующими элементами, и поверхностную закалку, режущие элементы формируют перед заливкой, цементируют их до достижения содержания углерода 1,5-6,5 мас.% и устанавливают в форму, а заливку осуществляют нелегированной сталью.

Изготавливают две партии двухлопастных долот шнекового бурения диаметром 151 мм по известному и предлагаемому способам.

Согласно известному способу долота отливают, из стали 35X3 Г2Ф и подвергают цементации в древесноугольном карбюризаторе (стандартном бандюжском) при 940°С в течение 10 ч. После цементации долота подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом до 900 940°С и охлаждением в масле. После закалки долота отпускают при 200°С в течение 2 ч в электропечи.

Согласно предлагаемому способу долота отливают из стали 35Л, При изготовлении литейных форм в них к местам, формирующим передние поверхности рабочих лопастей, приложены упрочняющие пластинки, по размерам и конфигурации соответствую-- щие этим поверхностям. Пластинки толщиной 2-мм из стали 30X13 предварительно зацементированы при940°С в течение 10ч.

Отливки долот подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом до 900- 940°С и отпуску при 200°С в течение 2 ч. Испытания проводят бурением скважин

шнековым способом на буровой установке глубиной 15-20 м по осадочным породам I-.IV категорий буримости, представленным плотными глинами, суглинками, сухими и обводненными песками, фосфоритами,

Результаты испытаний приведены в таблице.

Средняя механическая скорость бурения после проходки 500 м долотами, изготовленными известным способом 25,3 м/ч,

а изготовленными предлагаемым способом - 34,1 м/ч, т.е. на 35% выше. Увеличение скорости бурения свидетельствует об улучшении самозатачивания бурового инструмента в работе. Самозатачивание улучшается в результате более быстрого абразивного износа задней грани долот из нйл.егированной стали 35Л, чем из легированной 35ХЗГ2Ф. Уменьшение трудоемкости производства достигается тем, что в предлагаемом способе подвергают цементации не отливки инструментов, а лишь их режущие элементы при формировании последних еще перед заливкой металла в форму.

Экономия легирующих элементов достигается тем, что заливку осуществляют нелегированной сталью.

Формула изобретения Способ изготовления бурового инструмента, включающий изготовление его из.

стали путем заливки в форму с формированием режущих элементов из стали, легированной карбидообразующими элементами, и поверхностную закалку, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения способиоста инструмента к самозатачиванию, снижения трудоемкости производства и экономии легирующих элементов, режущие элементы формируют перед заливкой, цементируют их до достижения содержания

углерода 1,5-6,5 мас.% и устанавливают в форму, а заливку осуществляют нелегированной сталью.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству инструментов и деталей буровых, землеройных, дорожных и сельскохозяйственных машин, работающих в условиях абразивного изнашивания. Целью изобретения является повышение способности инструмента к самозатачиванию, снижение трудоемкости производства и экономия легирующих элементов. Долота изготавливают из стали 35Л. При изготовлении литейных форм в места, формирующие передние поверхности рабочих лопастей, устанавливают упрочняющие пластины, размеры и конфигурация, которых соответствуют этим поверхностям. Пластины изготовляют из стали 30X13 и подвергают цементации перед установкой в форму. После заливки инструмента и его охлаждения долота закаливают индукционным нагревом до 900-940°С и охлаждением в масле. Отпуск проводят при 200°С в течение 2 ч. Способ позволяет повысить способность долот к самозатачиванию в процессе работы, снижает трудоемкость химико-термической обработки и экономит легирующие элементы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.