[发明专利]用于16"以上胎体钻头的烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种16”以上胎体钻头的制造方法，特别是涉及一种用于16”以上胎体钻头的烧结方法。

背景技术

这里所称的胎体钻头是指用于钻探石油所用的耐磨合金粉料烧结体石油钻头。这种胎体钻头的制造过程通常包括以下步骤：钻头阴模制造；胎体粉料及浸渍合金填装；烧结成形；齿孔石墨替代块清除及后续工序。

钻头胎体的重要指标是胎体本身的烧结质量和齿孔形状的尺寸精度。其中，胎体本身的烧结质量取决于浸渍合金与胎体粉料的结合强度、浸渍均匀性和气孔、杂质的排除充分性，而齿孔形状的尺寸精度取决于烧结过程中对齿孔石墨替代块烧损程度的控制。

现有的胎体钻头烧结方法比较适合于规径在13”以下的胎体钻头的烧结。对于13”以下的胎体钻头而言，其体积相对较小，制造钻头胎体所需要使用的胎体粉料、浸渍合金用量较少，同时烧结钻头所用的钻头阴模也较小。因此，这种13”以下的胎体钻头烧结过程中的整体热容量就较小，烧结保温时间较短，无须对烧结升温、降温速度进行严格的控制就能比较容易地得到具有较好烧结质量的胎体。而且，13”以下的胎体钻头整个烧结过程较短，对齿孔石墨替代块的烧损也较小，也比较容易地满足后续制造过程对齿孔形状尺寸的精度要求。

这种现有的胎体钻头烧结方法也被应用于制造16”以上的胎体钻头。对16”以上的胎体钻头的烧结方法基本上按照13”以下的胎体钻头的烧结方法进行，只是简单地延长了保温时间，对烧结的升、降温速度都未进行严格的控制。然而，由于16”以上的胎体钻头所需要使用的胎 体粉料、浸渍合金用量较大，同时烧结钻头所用的钻头阴模也较大，因而钻头烧结过程中的整体热容量就较大。通过在13”以下的胎体钻头的烧结方法基础上简单延长保温时间而对16”以上的胎体钻头进行烧结，就会导致烧结的钻头胎体较差质量。一方面，胎体的结合强度差、均匀性差，另一方面，胎体中的气孔、杂质较多，极大地影响了整体钻头胎体的强度，所制造的胎体钻头很容易发生断刀翼等严重事故。

因此，现有技术中迫切需要一种能够适用于对16”以上的胎体钻头进行烧结的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题的适用于对16”以上的胎体钻头进行烧结的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于16”以上胎体钻头的烧结方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)预热步骤，即在进行升温之前，预先将填装好胎体粉料的钻头阴模在200℃-400℃温度下预热3-5小时；

(2)升温步骤，即将浸渍合金和造渣材料加入钻头阴模中，然后在温度为900℃-1000℃烧结炉中，在还原性气氛下，以200℃-350℃/小时的升温速度加热到1150℃-1350℃；

(3)保温步骤，即在1150℃-1350℃下保温3-6小时；以及

(4)  降温步骤，即在带有冷却系统的保温炉内，以100℃-250℃/小时的冷却速度降温至室温，从而完成整个烧结过程。

优选地，所述还原性气氛通过一氧化碳实现。

优选地，所述升温步骤匀速进行。

优选地，所述降温步骤匀速进行。

优选地，所述胎体材料为碳化钨粉与镍粉混合粉。

优选地，所述浸渍合金为铜、镍、锡、锰四元合金。

优选地，所述浸造渣材料为四硼酸钠。

通过本发明的用于16”以上胎体钻头的烧结方法，就能够克服现有 技术的烧结方法中存在的缺点，使得16”以上胎体钻头可以同时满足钻头胎体的胎体本身烧结要求和齿孔形状的尺寸精度指标要求，提供一种具有较高质量的胎体钻头。

附图说明

以下将参照附图结合本发明的优选实施例对本发明进行示例说明，其中：

图1为胎体钻头的制造过程的示意图。

图2为根据本发明的一种用于16”以上胎体钻头的烧结方法的示意流程图。

图3为根据本发明的用于16”以上胎体钻头的烧结方法的一个优选实施例的温度曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图示例性地给出本发明的实施例。应当理解，本说明书中示出的任何实例都不是限制性的，而仅仅是示例性的。

图1示出了胎体钻头的制造过程的示意图。如图1所示，胎体钻头的制造过程通常包括以下过程，即：

步骤S1：钻头阴模制造；

步骤S2：胎体粉料及浸渍合金填装；

步骤S3：烧结成形；

步骤S4：齿孔石墨替代块清除及后续工序。

其中胎体钻头的烧结成形对于胎体钻头的质量和精度具有显著影响。