Способ изготовления алмазного бурового инструмента

 

СПОСОБ ИЯ ОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНО О БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий термообработку сшмаэов, рас- . кладку алмазов в пресс-форме-, засыпку шихтой матрицы, прессование и пропитку расплавам металла-связки ,.о т л ичающ и и с я тем, что, с целью снижения потерь алмазного сырья, после прессования на матрицу наносят слой защитного покрытия толщиной 0,1-2,0 мм, a термообработку алмазов осуществляют после нанесения слоя защитного покрытия .

СООЗ СОВЕТСКИХ (И ЛЮ

РЕСПУБЛИК

3659 В 22 F 2/06; В 24 D 3/06; сИ 22 г 4/26:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

) k с с -,,,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЖ (21 ) 3455169/ 22-02 (22) 30 ° 03.82 (46) 23.12 83. Бюл. 9 47 (72) Н.Н.Холодок, Д,;Н.Курочкин ,и В.Ъ.Онощко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки"Всесоюзного промьааленного объединения "Союэгеотехника" (53) 622.24.051:621 762.862(088 ° 8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

9 782958, кл. В 22 F 7/06, 1977

2. Патеит CpR В 2931351, кл. 125"30, опублик. 1960.

Г ..SU„„1 36 А (54 ) (57 ) СПОСОБ И.".Г ОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНСГО БУРОВ(Х О ИНСТРУМЕНТА, включающий термообработку алмазов, рас-, кладку. алмазов в пресс-Форме-, за-. сыпку шихтой матрицы, прессование и пропитку расплавем металла-связки, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь алмазного сырья, после прессования на матрицу наносят слой защитного покрытия толщиной 0,1-2,0 мм, а термообработку алмазов осуществляют после нанесения слоя защитного покрытия.

10б 1936

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления породоразрушающих алмазных буровых инструментов.

Известен способ изготовления 5 алмазного бурового инструмента, заключающийся в раскладке алмазов в пресс-форме, засыпке алмазов матричным материалом и спекании матрицы Г1 J.

Недостатком способа является ненадежное закрепление алмазов в матрице, что снижает срок службы инструмента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления алмазного бурового инструмента, заключающийся в термообработке алмазов пламенем ацетиленовой горелки, раскладка алмазов в пресс-форме, засыпка шихтой матрицы, прессовании и пропитке расплавом металла-связки (2 $.

Недостатком известного способа являются большие потери алмазного сырья, составляющие до 10% от первоначального веса сырья, поскольку обработке подвергается вся поверхность алмаза, а не его рабочая часть.

Целью изобретения является снижение потерь алмазного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления алмазного"бурового инструмен- 35 та, включающему термообработку алмазов, раскладку алмазов в прессформе, засыпку шихтой матрицы, прессование и пропитку расплавом металла-связки, после прессования на 40 матрицу наносят слой защитного покрытия толщиной 0,1-2,0 мм, а термообработку алмазов осуществляют после нанесения слоя защитного покрытия. 45

Термообработка алмазов после прессования инструмента и нанесения защитного покрытия поэвбляет проводить обработку только рабочей поверхности алмаза, что значительно сокращает потери алмазного сырья.

Термообработку алмазов осуществляют с использованием ацетиленовых горелок, лазера и других методов теплового воздействия. Толщина защитного покрытия определяется выпуском алмазов иэ тела матрицы, Максимальный выпуск алмазов из тела матриц буровых коронок не превышает половины диаметра алмазов, 60 так как при большем выпуске они не прочно удерживаются в теле матрицы.

Самые крупные алмазы, использующиеся в буровых коронках, имеют диаметр

1-5 мм. Исхбдя из выплеска алмазов, 65 иэ тела матрицы выбирается толщина защитного покрытия, которая должна составлять 0,1-2,0 мм. В качестве защитного покрытия используются термостойкие материалы, например графит магнезит, гексогональный нитрид бора.

Пример 1 . Для изготовления буровой коронки диаметром 59 мм берут 10 кар необработанных алмазов зернистостью 1-2 шт/кар, раскладывают в лунки стальной прессформы, засыпают в матричную шихту из карбида вольфрама в количестве

120 г и прессуют при комнатной температуре. Спрессованную коронку с алмазами, выпущенными из тела матрицы на заданную величину 2,5 мм, извлекают из пресс-формы, покрывают защитным слоем графита, замешанного на силикатном клее, и приступают к термообработке алмазов. Высота защитного слоя (толщина) составляет около 2,0 мм. Производят термополирование алмазов с помощью ацетиленовой горелки при

1500 С:в течение 40 мин, а затем пропитывают матрицу медью при 1150 С, Потери алмазного сырья в коронке, изготовленной .по предлагаемому способу, составляют 4,8Ъ от первоначального веса сырья. Обработка алмазов лучом лазера осуществляется при 2000 С в течение 1,5 мин.

П р:и м е р 2 . Для изготовления буровой коронки диаметром

59 мм берут 8,5 кар необработанных алмазов зернистостью 8-12 шт/кар раскладывают по схеме в лунки стальной пресс-формы, засыпают матричную шихту иэ карбида вольфрама в количестве 120 r и прессуют при комнатной температуре.

Спрессованную коронку с алмазами, выпущенными из тела матрицы на заданную высоту 0,8 мм, извлекают из пресс-формы, покрывают защитным слоем магнезита, замешанного на силикатном клее, и приступают к термообработке алмазов. Высота защитного слоя (толщина) составляет около

0,3 мм при величине выпуска алмаза

0,8 мм. Производят термополирование алмазов с помощью ацетиленовой горелки при 1500ОC в течение-30 мин, а затем пропитывают матрицы медью при 1150ОС. Потери алмазного сырья в коронке, изготовленной по предлагаемому способу, составляют 3,5В от первоначального веса сырья. Обработка алмазов лучом лазера осуществляется при 2000 С в течение

1,2 мин.

Пример 3 . Для изготовления буровой коронки диаметром 59 мм берут /,б кар необработанных алмазов зернистостью 12-20 шт/кар, рас1061936

Составитель A .Соловей

Редктор И.Шулла Техред B.далекорей КоРРектоРГ.Огар

Заказ 10114/12 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. 1фоектная, 4 кладывают по схеме в лунки стальной пресс-формы, засыпают в матрич ную шихту иэ карбида вольфрама в количестве 120 r и прессуют при комнатной температуре Спрессованную коронку с алмазамй, выпущенными из тела матрицы на заданную величину 0,5 мм, извлекают из пресс-формы, покрывают защитным слоем кубического нитрида бора, замешанного на силикатном клее, и приступают к термообработке алмазов. -Высота защитного слоя составляет около 0,1 мм при величине выпуска алмаза 0,5 мм.1фоизводят термополирование алмазов с помощью ацетиленовой горелки, при 1500 в течение 20 мин, а затем пропитывают матрицу. медью при 1150 С. Потери алмазного сырья в коронке, изготовленной по предлагаемому способу, составляют 2,8 Ъ от первоначального веса сырья. Обработка алмазов лучом лазера осу ществляется при 2000 С в течение

0,8-1,0.мин.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления бурового инструмента обеспечивает снижение потерь алмазного сырья в сравнении с известным способом с 10 до 2,84,8В.

Буровые коронки, изготовленные предлагаемым способом, позволяют повысить механическую скорость бурения до 3,02 м/ч и проходку на коронку до 13 мм в сравнении с серийными коронками (скорость бурения 2,82 М/ч, проходка на коронку

10 8 мм)..

Экономический эффект эа счет зкономии алмазного сырья при изготовлении инструмента и повышении из20 носостойкости инструмента в сравнении с известным способом составит ,1 16 млн руб;в гОд