[发明专利]油气井聚能切割器用粉末冶金药型罩的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气井聚能切割器用粉末冶金药型罩的制造方法，主要应用于油气井用切割器药型罩的制造。

背景技术

现有技术中，大多是采用铜板等板材冲压再处理的方法制造聚能切割器药型罩，由于铜板药型罩具有较为稳定的晶体结构和内部原子间力的作用，在爆轰过程容易形成大块的碎屑颗粒，使切割器的切割效果不稳定，切割程度不易控制。

采用粉末冶金方法制造的药型罩，具有生产成本低，工序简单可控，成型精度高，制备的产品质量稳定，配方易调整等特点。而通常粉末冶金件的加工方法配比、混料、压制、烧结、后处理过程，而通过通常的粉末冶金零件制作的方法的借鉴，应用在油气井切割器制作方法上还存在诸多不足，如中国专利号“201310192538.2”公告了一种药型罩用铜基复合材料及制备方法，其制作方法采用冷轧，对表面处理采用抛光加磨削，该方法制得的药型罩内部内应力大，且对口径小的药型罩表面处理困难；又如中国专利号“201210420296.3”公告了一种射孔弹药型罩的制备方法，其通过熔渗方法制作钨铜复合药型罩，在烧结过程采用氢气保护，而在通常粉末冶金件制作过程中不可避免表面存在一定氧化，在后续的精整处理过程被氧化的表面与其结合的钨铜材料间存在错位等现象，同时在氧化部位存在缺陷，使形成的射流一致性受影响。因此，现有的粉末冶金方法制造的药型罩都不适用于油气井聚能切割器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中油气井用切割器药型罩存在的上述问题，提供一种油气井聚能切割器用粉末冶金药型罩的制造方法，本发明成型精度高，制备的产品质量稳定，配方易调整，该新型药型罩保证了装配过程必须的强度，在爆轰过程中能形成细小、均匀、连续的碎屑颗粒。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种油气井聚能切割器用粉末冶金药型罩的制造方法，其特征在于：采用钨粉和铜粉的混合粉末，充分混合均匀后，经过模压成型、烧结处理、回火处理，得到切割器药型罩。

所述方法具体包括如下步骤：

a、将钨粉和铜粉均匀混合形成混合粉末，钨粉的质量为混合粉末质量的60%~80%，铜粉的质量为混合粉末质量的20%~40%，在混合粉末中加入混合粉末质量1%~2%的润滑剂和0.5%~1.5%粘结剂，混制5~10小时，得到原材料粉末；

b、将原材料粉末通过成型模具压制成型切割器药型罩；

c、将压制成型的切割器药型罩在850~1050摄氏度的真空烧结炉中进行烧结处理，保温时间为3~7小时；

d、把经过烧结处理后的切割器药型罩放置在真空回火炉中进行回火处理，回火温度在180~250摄氏度之间，处理时间为7~10小时。

所述方法还包括步骤e，所述步骤e为精整步骤，过程为：把经过回火处理的切割器药型罩利用成型模具复压一次或多次，制得切割器药型罩。

所述方法还包括回火处理后的表面氧化层清理和打磨处理，具体过程为：配比质量比水：重铬酸钾：浓硫酸为1000：362：67的酸溶液，然后把经过回火处理的药型罩放置在酸溶液中1~2小时进行表面氧化层清理，再使用800号的细砂纸进行打磨处理。

所述方法还包括精整后的防氧化处理，具体过程为：配比防氧化水，其质量配比比例中204胶：丙酮为1：6，在药型罩表面刷一层防氧化水。

所述步骤a中1%~2%的润滑剂由0.5%~1%的煤油和0.5%~1%的微粉碳组成，粘结剂为硬脂酸。

所述步骤a中，钨粉的平均粒径为10ｕm~60ｕm，铜粉的平均粒径为8~10um。

所述步骤b中，将原材料粉末倒入成型模具的阴模中，阴模旋转速度在900~1000转每分钟之间，在阴模旋转过程中，成型模具的阳模下行，在阴模转动带动阳模旋转过程中加压至16~25Mpa。

采用本发明的优点在于：

一、本发明解决了传统板材药型罩爆轰后切割面射流不稳定的问题，增加了一次性解卡等解决工程事故的能力；药型罩配方可控，通过添加有利于切割效果的高比重元素钨粉，增加了切割器的切割威力；具有高精度的几何尺寸，爆轰后切割面射流连续性好、使切割面更光滑、平整，有利于事故处理后的管材的回收。

二、本发明采用粉末冶金方法制造的切割器药型罩，具有生产成本低，工序简单可控，成型精度高，制备的产品质量稳定，配方易调整等特点，该新型药型罩保证了装配过程必须的强度，在爆轰过程中能形成细小、均匀、连续的碎屑颗粒，比现有板材药型罩切割器有较大的优势。