[發明專利]環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法及模具

有效

• 申請號: 201410670271.8
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104588647A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 王鎮全;張凱;王德國;趙波
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B22F3/03
• 分類號: B22F3/03;B22F3/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

1.一種環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，首先提供一加工模具，該加工模具包括有上模、下模和砂芯，所述下模為圓環體并水平放置在一平臺上，下模內同心放置所述砂芯，砂芯與下模內壁形成環形空間，在砂芯的外側套設一底部設有外緣的第一套筒，所述第一套筒的外緣抵靠于下模內壁，在所述第一套筒外側且位于所述外緣上方設有一第二套筒，所述第二套筒的外壁抵靠于下模內壁，所述第二套筒與第一套筒之間具有設置多個塊狀聚晶金剛石的環形間隙；在所述環形間隙上方且位于第一套筒頂部固定設有一套設在砂芯外側的套環體；所述上模為卡設在下模上方的一環形容器，該環形容器的底面設有多個連通于下模內部的透孔；

所述加工方法包括以下步驟：

(1)拌粉：將防磨基底材料配方中各種粉末按設計含量要求放入混料罐中，混料時間不少于兩小時，保證粉末的均勻混合；

(2)清洗:對第二套筒和多個塊狀聚晶金剛石進行清洗，確保塊狀聚晶金剛石的外表面和第二套筒的內表面上無影響粘接性能的雜質存在；

(3)粘塊：將設計好的塊狀聚晶金剛石排布方案按實際尺寸制成雙面膠條，并將多個塊狀聚晶金剛石粘接在雙面膠條一面的對應位置上；將粘有聚晶金剛石的雙面膠條的另一面貼在第二套筒的內表面上；

(4)組裝：將粘有聚晶金剛石的第二套筒放入下模中的相應位置，將上述混合好的防磨基底材料粉末倒入下模內，在震動機上震實后，將上模卡設在下模上，并在上模內部放入適量的粘結合金；

(5)燒結：將組裝好的模具放入燒結爐中采用無壓浸滲工藝進行燒結，得到鉆桿接頭防磨帶；

(6)機加工：將燒結后的防磨帶從燒結爐中取出，并對防磨帶進行機加工，使防磨帶的實用尺寸滿足使用要求。

2.如權利要求1所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：所述塊狀聚晶金剛石為石油、地質用熱穩定聚晶金剛石，其形狀為圓柱體、棱柱體、長方體、弧面長方體或長圓形柱體。

3.如權利要求1所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：所述塊狀聚晶金剛石在雙面膠條上的排布方案為單列、雙列或多列排布。

4.如權利要求3所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：每列上的多個塊狀聚晶金剛石按等距離設置。

5.如權利要求3所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：每列上的多個塊狀聚晶金剛石按等角度設置。

6.如權利要求3所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：每列上的多個塊狀聚晶金剛石按交錯方式設置。

7.如權利要求1所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：所述防磨基底材料是由鑄造碳化鎢粉末與銅粉末、鈷粉末、鎳粉末、磷粉末中的一種粉末或任意幾種粉末按照一定比例混合而成；所述粘結合金為銅基合金、鎳基合金、鈷基合金中的一種或任意幾種的混合。

8.如權利要求1所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工方法，其特征在于：在步驟(5)中，在燒結爐空腔內放入適量的塊狀石墨，開始燒結，燒結溫度為1040℃～1100℃，使熔融的粘結合金逐漸從透孔浸滲到下模中，保溫30～50分鐘；然后隨爐冷卻至將至900℃，取出空冷，制得環式金剛石復合材料鉆桿接頭防磨帶，燒結后的材料之間的粘結強度≥60MPa。

9.一種環式金剛石復合材料防磨帶的加工模具，其特征在于：該加工模具包括有上模、下模和砂芯，所述下模為圓環體并水平放置在一平臺上，下模內同心放置所述砂芯，砂芯與下模內壁形成環形空間，在砂芯的外側套設一底部設有外緣的第一套筒，所述第一套筒的外緣抵靠于下模內壁，在所述第一套筒外側且位于所述外緣上方設有一第二套筒，所述第二套筒的外壁抵靠于下模內壁，所述第二套筒與第一套筒之間具有設置多個塊狀聚晶金剛石的環形間隙；在所述環形間隙上方且位于第一套筒頂部固定設有一套設在砂芯外側的套環體；所述上模為卡設在下模上方的一環形容器，該環形容器的底面設有多個連通于下模內部的透孔。

10.如權利要求9所述的環式金剛石復合材料防磨帶的加工模具，其特征在于：所述砂芯的頂面為中間高、四周低的錐面；所述套環體與第一套筒頂部焊接固定；所述第二套筒的上端由其內壁向外壁形成一漸擴的斜面。