[發明專利]一種高強度鉆頭材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710787488.0
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107686930A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 蔣俊
• 申請（專利權）人: 蔣俊
• 主分類號: C22C30/02
• 分類號: C22C30/02;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,周玉婷

技術領域

本發明涉及金屬材料領域，具體涉及一種高強度鉆頭材料及其制備方法。

背景技術

傳統鉆頭的材料為金屬陶瓷復合材料，在鉆桿鉆進過程中，承受較大的摩擦力和沖擊力，導致鉆頭磨損過大，影響使用，而在研磨性較強的底層或者工況下，傳統鉆頭的材料已不能滿足要求，因此，必須研發一種強度更高、耐磨性更好的鉆頭材料。

發明內容

綜上所述，為克服現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度鉆頭材料及其制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種高強度鉆頭材料，由如下重量份數的組分制得：鐵粉15-22份、碳化鎢粉5-10份、石墨粉3-7份、陶瓷粉8-12份、氧化硅4-9份、釩6-9份、氧化銅7-11份和花崗巖粉末8-15份。

一種高強度鉆頭材料的制備方法，由如下的制作步驟制得：

(1)分別稱取如下重量份數的組分：鐵粉15-22份、碳化鎢粉5-10份、石墨粉3-7份、陶瓷粉8-12份、氧化硅4-9份、釩6-9份、氧化銅7-11份和花崗巖粉末8-15份；

(2)將上述稱取的各組分在隔絕空氣的保護環境下磨細，干燥后過篩，得粉末粒料；

(3)將粉末粒料放入模具中，施加壓力壓制成型得坯塊；

(4)將坯塊置于真空爐中預燒結；

(5)將經步驟(4)預燒結好的坯塊放入鑄型中，澆入鋼水，使坯塊在鋼水的熱量作用下致密化即得高強度鉆頭材料。

本發明的有益效果是：得到的鉆頭材料在滿足所有API標準的力學性能的基礎上，抗疲勞性能得到提高，疲勞壽命得到延長。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，步驟(2)中干燥后過400～450目篩。

進一步，步驟(3)中施加400～600MPa的壓力壓制成型，壓制時長20～50s。

進一步，步驟(4)中于250～300℃下，預燒結50～100分鐘，真空爐內部絕對氣壓小于等于4Pa。

具體實施方式

以下結合具體實施對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

實施例1

一種高強度鉆頭材料的制備方法，由如下的制作步驟制得：

(1)分別稱取如下重量份數的組分：鐵粉15份、碳化鎢粉5份、石墨粉3份、陶瓷粉8份、氧化硅4份、釩6份、氧化銅7份和花崗巖粉末8份；

(2)將上述稱取的各組分在隔絕空氣的保護環境下，磨細，干燥，過400目篩，得粉末粒料；

(3)將粉末粒料放入模具中，用400MPa的壓力壓制成型，壓制時長20s，得坯塊；

(4)將坯塊置于真空爐中，于250℃下，預燒結50分鐘，真空爐內部絕對氣壓小于等于4Pa；

(5)將經步驟(4)預燒結好的坯塊放入鑄型中，澆入鋼水，使坯塊在鋼水的熱量作用下致密化即得高強度鉆頭材料。

實施例2

一種高強度鉆頭材料的制備方法，由如下的制作步驟制得：

(1)分別稱取如下重量份數的組分：鐵粉18份、碳化鎢粉7份、石墨粉5份、陶瓷粉10份、氧化硅7份、釩8份、氧化銅9份和花崗巖粉末12份；

(2)將上述稱取的各組分在隔絕空氣的保護環境下，磨細，干燥，過425目篩，得粉末粒料；

(3)將粉末粒料放入模具中，用500MPa的壓力壓制成型，壓制時長40s，得坯塊；

(4)將坯塊置于真空爐中，于270℃下，預燒結70分鐘，真空爐內部絕對氣壓小于等于4Pa；

(5)將經步驟(4)預燒結好的坯塊放入鑄型中，澆入鋼水，使坯塊在鋼水的熱量作用下致密化即得高強度鉆頭材料。

實施例3

一種高強度鉆頭材料的制備方法，由如下的制作步驟制得：

(1)分別稱取如下重量份數的組分：鐵粉22份、碳化鎢粉10份、石墨粉7份、陶瓷粉12份、氧化硅9份、釩9份、氧化銅11份和花崗巖粉末15份；

(2)將上述稱取的各組分在隔絕空氣的保護環境下，磨細，干燥，過450目篩，得粉末粒料；

(3)將粉末粒料放入模具中，用600MPa的壓力壓制成型，壓制時長50s，得坯塊；

(4)將坯塊置于真空爐中，于300℃下，預燒結100分鐘，真空爐內部絕對氣壓小于等于4Pa；

(5)將經步驟(4)預燒結好的坯塊放入鑄型中，澆入鋼水，使坯塊在鋼水的熱量作用下致密化即得高強度鉆頭材料。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。