Способ изготовления бурового инструмента

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству инструментов и деталей буровых, землеройных, дорожных и сельскохозяйственных машин, работающих в условиях абразивного изнашивания. Целью изобретения является повышение способности инструмента к самозатачиванию , снижение трудоемкости производства и экономия легирующих элементов. Долота изготавливают из стали 35Л. При изготовлении литейных форм в места, формирующие передние поверхности рабочих лопастей, устанавливают упрочняющие пластины, размеры и конфигурация, которых соответствуют этим поверхностям. Пластины изготовляют из стали 30X13 и подвергают цементации перед установкой в форму. После заливки инструмента и его охлаждения долота закаливают индукционным нагревом до 900-940°С и охлаждением в масле. Отпуск проводят при 200°С в течение 2 ч. Способ позволяет повысить способность долот к самозатачиванию в процессе работы, снижает трудоемкость химико-термической обработки и экономит легирующие элементы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)s С21 0 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4677225/02 (22) 17.02;90 (46} 07.03.92. Бюл. ¹ 9 (71) Курский политехнический институт (72) B.M.Ïåðåâåðçåâ, В.И.Колмыков, В.А.Воротников, Г.B.ØèðoêoíîñîB, А.Е.Степченко и E.А,Феоктистов (53) 621.785.52(088.8) .. (56) Катанов Б,А., Сафохин М.С. Режущий буровой инструмент. — M.: Машиностроение, 1976, с.9.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1032030, кл. С 21 D 9/22, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО

ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству инструментов и деталей буровых, землеройных, дорожных и сельскохозяйственных машин, работающих в условиях абразивного изнашивания.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к производству буровых инструментов, и может быть. использовано при изготовлении долот и коронок шнекового бурения.

Известен способ изготовления буровых: инструментов, включающий напайку металлокерамического твердого сплава на их передние грани.

Недостатками известного способа являются отсутствие самозатачивания при бурении и малая долговечность инструмейтав.

Недостатки объясняются неблагоприятным распределением твердости по глубин8 ар- мированного поверхностного слоя, а.имвн„„5U„„1717653 А1

Целью изобретения является повышение способности инструмента к самозатачиванию, снижение трудоемкости производства и экономия легирующих элементов. Долота изготавливают из стали 35Л. При изготовлении литейных форм в места, формирующие передние поверхности рабочих лопастей, устанавливают упрочняющие пластины, размеры и конфигурация, которых соответствуют этим поверхностям. Пластины изготовляют из стали ЗОХ13 и подвергают цементации перед установкой в форму. После заливки инструмента и его охлаждения долота закаливают индукционным нагревом до 900-940 С и охлаждением в масле. Отпуск проводят при 200 С в течение 2 ч. Способ позволяет повысить способность долот к самозатачиванию в процессе работы, снижает трудоемкость химико-термической обработки и экономит,легирующие элементы.

1 з.п. ф-лы, 1 табл. но высокая твердость сохраняется по всему сечению напаянного твердого сплава и резко уменьшается на границе с основным металлом.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ производства бурового инструмента, заключающийся в изготовлении инструмента из легированной стали с поверхностным упрочнением путем цементации и последующей закалки. Известный способ обеспечивает плавное уменьшение твердости по глубине упрочненного слоя, что увеличивает и долговечность инструмента, Однако способ не обеспечивает достаточной способности инструмента к самозатачиванию и соответственно к увеличению скорости бурения. Цементация буровых инструментов увеличивает трудоемкость про- 5 изводства. Применение легированной стали для их изготовления увеличивает расход легирующих элементов.

Цель изобретения — повышение способности инструмента к самозатачиванию, сни- 10 жение трудоемкости производства и экономия легирующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства бурового инструмента, включающему изготовление 15 его из стали путем заливки в форму в формированием режущих элементов из стали, легированной карбидообразующими weментами, и поверхностную закалку, режущие элементы формируют перед заливкой, 20 цементируют их до достижения содержания углерода 1,5-6,5 мас. и устанавливают в форму, а заливку осуществляют нелегированной сталью.

Изготавливают две партии двухлопаст- 25 ных долот шнекового бурения диаметром

151 мм по известному и предлагаемому способам.

Согласно известному способу долота отливают, из стали 35ХЗГ2Ф и подвергают 30 цементации в древесноугольном карбюризаторе (стандартном бандю>кском) при

940 С в течение 10 ч, После цементации долота подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом до 900-940 С и 35 охлаждением в масле. После закалки долота отпускают при 200 С в течение 2 ч в электропечи.

Согласно предлагаемому способу долота отливают из стали 35Л, При изготовлении 40 литейных форм в них к местам, формирующим передние поверхности рабочих лопастей, прило>кены упрочняющие пластинки, по размерам и конфигурации соответствую-. щие этим поверхностям. Пластинки толщи- 45 ной 2 м из стали ЗОХ13 предварительно зацементированы при 940"С в течение 10 ч.

Отливки долот подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом до 900940 С и отпуску при 200 С в течение 2 ч.

Испытания проводят бурением скважин шнековым способом на буровой установке глубиной 15 — 20 м по осадочным породам

I-È категорий буримости, представленным плотными глинами, суглинками, сухими и обводненными песками, фосфоритами.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Средняя механическая скорость бурения после проходки 500 м долотами, изготовленными известным способом 25,3 м/ч, а изготовленными предлагаемым способом34,1 м!ч, т.е. на 357; выше. Увеличение ско- рости бурения свидетельствует об улучшении самозатачивания бурового инструмента в работе. Самозатачивание улучшается в результате более быстрого абразивного износа задней грани долот из налегированной с али 35Jl, чем из легированной 35ХЗГ2Ф. уменьшение трудоемкости производства достигается тем, что в предлагаемом способе подвергают цементации не отливки инструментов, а лишь их режущие элементы при формировании последних еще перед заливкой металла в форму.

Экономия легирующих элементов достигается тем, что заливкуосуществляют нелегированной сталью.

Формула изобретения

Способ изготовления бурового инструмента, включающий изготовление его из, стали путем заливки в форму с формированием режущих элементов из стали, легированнойй карбидообразующими элементами,. и поверхностную закалку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения способности инструмента к самозатачиванию, сни>кения трудоемкости производства и экономии легирующих элементов, режущие элементы формируют перед заливкой, цементируют их до достижения содержания углерода 1,5-6,5 мас.7 и устанавливают в форму, а заливку осуществляют нелегированной сталью.

1717653

Составитель;ВЯереверзев

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н:Гунько

Заказ 854 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,:Ж-.35; Раушская наб., 4l5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101