[发明专利]一种PDC钻头胎体制备工艺

摘要

本发明公开了一种PDC钻头胎体制备工艺。制备工艺包括模具制作，钢体制作，粉料制作，装料，胎体无压浸渍烧结，胎体加压浸渍烧结，脱模和清理胎体。本发明采用加压浸渍烧结PDC钻头胎体能使铜合金更充分地渗透入粉料中，铜合金更饱满地填充在粉料间隙中能大幅提高烧结出的胎体的整体强度；在钻井中，采用本发明提供的PDC胎体钻头具有更高强度，钻头使用寿命大幅提高，节约了大量起下钻时间，缩短了钻井周期提高了钻井效率；本发明的工艺其流程更加完备、质量更加稳定、性价比高、生产效率高和适用范围广泛。

主权项

一种PDC钻头胎体制备工艺，其特征在于：所述PDC钻头胎体由胎体烧结粉料与铜合金烧结制成；制作工艺包括：1)模具制作：按照图纸加工出全套模具，包括钻头形状模具和辅助烧结模具，并在模具上相应的位置安装切削齿、喷嘴的石墨替代模块；2)钢体制作：按照图纸加工出钻头烧结用钢体，其结构依据所设计的钻头结构制作；3)粉料制作：将粉料称重后装入混粉机进行充分混粉；粉料混好后装入干燥罐在50～80摄氏度进行加温保存；4)装料：在振动台上用装料环将钢体固定在钻头形状模具相应的空间位置，装入粉料，采用间歇性震动将粉料震实；然后安装上辅助烧结模具；5)胎体无压浸渍烧结：将全套模具放置在预热炉内进行预热，粉料的预热温度设定在350～400摄氏度，预热时间为1.5～6小时；预热完成后加入铜合金，然后将全套模具放置到烧结炉中进行烧结，烧结温度设置为1100～1180摄氏度，烧结时间1.5～6小时胎体烧结；6)胎体加压浸渍烧结：无压浸渍烧结完成后将模具移入到钢制加压烧结炉中，灌入氮气使钢制加压烧结炉保持10～20MPa的压力，将烧结温度设置为1100～1180摄氏度，烧结时间1.5～6小时；7)冷却：将模具移出烧结炉，盖上隔热罩，从模具底部用水冲刷对模具进行降温并帮助粉料定向凝固结晶形成胎体；8)脱模和清理胎体：将全套模具移除得到烧结的胎体半成品，用喷砂机清理掉切削齿和喷嘴的石墨替代模块，去除胎体表面毛刺。