[实用新型]一种耐磨的三牙轮钻头滑动轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及三牙轮钻头，特别涉及转速为90～150rpm的三牙轮钻头滑动轴承。

背景技术

在石油钻井中，影响牙轮钻头使用寿命的关键因素之一就是轴承系统的寿命。轴承承载能力的高低、耐磨性能的好坏、寿命的长短以及性能的稳定与轴承表面以及表层下材料的物理机械性能、显微组织结构和摩擦学特性直接有关。目前的轴承材料不能较好的满足强度韧性、温度稳定性以及在钻头工作范围内耐磨性的要求，导致目前钻头轴承寿命不能完全满足使用要求，大多数牙轮钻头的失效是由于轴承系统的先期失效造成的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐磨的三牙轮钻头滑动轴承，该轴承克服现有钻头轴承的缺点，采用一种耐磨性、耐冲击性高的合金粉末强化材料和等离子弧堆焊的轴承强化技术工艺，可减少轴承配合面的摩擦与磨损，增强轴承的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能，从而提高三牙轮钻头滑动轴承的寿命。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案是：采用原三牙轮钻头滑动轴承的结构，在大轴径下方130°范围内以及整个小轴径外圈，均采用表面强化层，该表面强化层采用新型的耐磨合金材料及采用新型的表面强化技术。即在大轴径下方130°范围内以及整个小轴径外圈采用等离子弧堆焊一层耐磨合金粉末，粉末等离子弧堆焊主要是采用转移弧作热源，将合金粉末送入等离子弧区并将其熔化而获得堆焊层，其所形成的熔层浅，基体对合金焊层的稀释率小，基体热影响区也小。堆焊层属典型的焊态冶金组织，与基体界面间存在明显的互熔区，结合强度非常高，满足三牙轮钻头轴承高应力负荷的工况条件及抗高应力磨损的要求。耐磨合金粉末中主要成分为Co-WC，经烧结形成。其中Co使合金具有高的抗氧化性及增加合金高温蠕变强度，WC在650摄氏度能保持较高的强度和硬度。

一种耐磨的三牙轮钻头滑动轴承，主要由大轴径、小轴径、滚珠滑道和止推轴面组成，其特征在于，在大轴径下方130°范围内以及整个小轴径外圈，均采用表面强化层。该表面强化层为耐磨合金粉末Co和WC经煅烧而形成，表面强化技术可采用等离子弧堆焊技术。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)由于轴承大轴径承载面采用一种新型耐磨强化材料，涂层致密、硬质相分布均匀形状规则，使轴承具有耐磨、耐冲击、耐酸、耐高温和耐腐蚀等特点，延长钻头的使用寿命。(2)采用等离子弧堆焊这种表面强化技术，涂层与本体材料属冶金结合，强度很高，而且大大减少了气孔和夹杂等缺陷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图中：1-滑动轴承大轴径；2-滑动轴承小轴径；3滚珠滑道；4-止推轴面

图2是本实用新型的剖面图，图中：5-小轴径外圈表面强化层；6-大轴径下方130°范围内表面强化层

具体实施方式

一种耐磨的三牙轮钻头滑动轴承，主要由大轴径1、小轴径2、滚珠滑道3和止推轴面4组成，其特征在于，在大轴径1下方130°范围内以及整个小轴径2外圈，均有表面强化层5、6。该表面强化层采用等离子弧堆焊一层DH-60耐磨合金，其主要成分是Co和WC。