电镀金刚石钻头胎体性能与电镀工艺的关系研究

电镀金刚石钻头的胎体性能对岩石的适应性显著影响钻头的钻进效果。为了确定电镀金刚石钻头胎体材料性能与镀液组成及电镀参数的关系,本文从研究镀液配方和优化工艺参数入手,采用正交试验方法研究了镀液中镍离子浓度、钴离子浓度、镀液pH值和阴极电流密度等四个因素对镀层耐磨性的影响。镀层耐磨性以硬度和孔隙率加权综合表示。采用极差分析法处理了试验结果,得出了影响镀层耐磨性的主次因素为(从主到次)镀液pH值→阴极电流密度→钴离子浓度→镍离子浓度,从而确定了可获得不同耐磨性镀层、适应不同地层的镀液配方和电镀工艺参数。研究为有针对性地制造和选用电镀金刚石钻头提供了较好的依据。     

超声波电镀金刚石钻头工艺研究

为了缩短电镀孕镶金刚石地质钻头的生产周期并改善其性能,进行了超声波作用下电镀金刚石钻头的工艺研究。研究了超声波作用下的影金刚石复合电镀工艺,确定了超声波电镀金刚石钻头的制造工艺流程,并根据确定的工艺试制了Ф75．5／49绳索取心钻头进行野外钻进试验。研究结果表明：对于各种粒度的金刚石,当金刚石在静止条件下被预复合包镶至约1／5粒径处时,可以开始超声波复合镀,此时金刚石将不会被超声波振落;施加超声波后,一天至少可以加4层金刚石,相比于常规电镀工艺,钻头生产周期缩短一半以上。野外钻进试验结果表明,相比于普通电镀钻头,超声波电镀钻头钻进时效提高了33％,钻头寿命提高了54．6％。     

电镀镍-铁胎体金刚石钻头的试验与研究

镀液配方实验是电镀金刚石工具研究中的重要内容.本论文在电镀镍-钴合金钻头的基础上,对镍-铁合金胎体钻头进行了试验与研究.从镍-铁合金的沉积机理,合金中镍与铁的含量的控制,到电镀工艺参数优选与阳极材料及其面积比,均进行了较全面、较深入的试验与分析,取得了有实际意义的研究成果.与此同时,研制了φ41/27 mm小型金刚石钻头,在室内进行了试验钻进,试验岩石为9级花岗岩,钻进小时效率平均达到1.88 m/h,钻头的使用寿命平均达48 m,钻头的制造成本下降约18%,取得了好的试验效果,为电镀金刚石的制造提供了理论指导.     

直流电镀铁基胎体性能及其金刚石钻头研究

将修复零部件的工业镀铁技术,应用到金刚石钻头的制造中.经过试验,掌握了电镀铁基胎体金刚石钻头的工艺技术.室内钻进试验表明:电镀铁基金刚石钻头钻进9级花岗岩的时效能达到2m/h,钻头的使用寿命能达到44 m,完全能够满足钻探生产的要求.结果表明:直流电镀铁基胎体的性能具有硬度高且可调、金刚石出刃好等特点;电镀铁基的镀液配方简单,成本低,具有很好的应用前景.     

CN200710052484．4直流电镀铁基金刚石钻头方法

本发明提供了一种直流电镀铁基金刚石钻头方法,即：采用铁作为金刚石钻头的胎体材料,同时采用直流电镀方法制造铁基金刚石钻头。本发明改变了电镀铁必须采用不对称交一直流电镀方法以及金属铁不能用于制造金刚石钻头的传统思想与理念,是金刚石工具行业的一次创新;本方法包括镀前处理、电镀过程和镀后处理步骤。本发明直流电镀铁基金刚石钻头能显著降低成本和缩短生产周期,在坚硬而致密岩石中钻进能大大提高钻进速度,     

提高电镀金刚石钻头保径能力的几种方法

在我国，电镀方法生产金刚石钻头已有近40年的历史。电镀方法生产金刚石钻头是在室温下进行，对金刚石没有任何热损伤；镍基合金胎体性能优良，对岩石有较广泛的适应性。但是，电镀金刚石钻头的保径效果差，特别是钻进硬、脆、碎岩石和钻进强研磨性岩石时尤其明显。本文分析比较了提高电镀金刚石钻头保径效果的几种新工艺包括双锥形工作面钻头、螺旋形水槽和半底喷式结构、聚晶保径规保径钻头、内外径和底唇面分开电镀法钻头、跟模电镀法钻头、镍钴锰合金胎体金刚石钻头，并给出了电镀镍钴锰合金金刚石钻头的电镀液配方及工艺参数。通过试验得出采用方柱状聚晶保径或采用镍钴锰合金胎体，电镀金刚石钻头的保径效果好，钻头寿命可提高30％以上。     

电镀镍-铁金刚石钻头配方与工艺研究

国内采用镍一铁合金作为电镀金刚石钻头的胎体材料仍处于试验研究中.本文详细介绍了镍-铁合金镀液的主要成分及其作用,试验分析了电镀工艺对镀层质量的影响,采用正交回归试验设计方法对胎体成分与性能间的变化规律进行了试验研究.结果表明镍-铁合金镀层是电镀金刚石钻头的较理想的胎体材料.通过调整镀液成分及其含量和改变工艺参数,可以获...     

复合电镀镍铁合金——金刚石

叙述了用复合电镀镍铁合金——金刚石工艺规范；镀液组成及工艺条件；工艺操作过程、方法及注意事项。用镍铁合金——金刚石复合电镀工艺制造金刚石磨具、刃具，具有很好的应用前景。     

提高电镀金刚石钻头质量的试验研究

电镀金刚石钻头目前多采用镍基合金胎体,在钻进硬而完整的岩石中能取得好的效果,但在钻进较破碎的和强研磨性岩石时,钻头的耐磨性不理想,主要表现为钻头的保径能力较差,导致钻头的使用寿命缩短,这是电镀金刚石钻头需要解决而长期尚未解决好的问题。本论文针对电镀金刚石钻头的这个薄弱环节进行了试验与研究,采用二次成型工艺和阴极移动方法,明显地提高了钻头的保径效果。采用二次成形方法的电镀钻头平均寿命提高22%;而采用阴极移动方法的电镀钻头的硬度平均提高8%,耐磨性提高26%。基本上实现了钻头的同步磨损,明显地提高了钻头的使用寿命。     

钎焊镀钛金刚石钻头的研制及其钻进性能分析

分别使用Ni-Cr和Cu-Sn-Ti等2种合金钎料真空钎焊制作镀钛和无镀层金刚石钻头,通过钻进玻化砖试验,研究了4类钻头的钻进性能。试验结果表明:Ni-Cr钎料钎焊制作的镀钛金刚石钻头与无镀层金刚石钻头比较,钻头平均寿命下降了41.7%;Cu-Sn-Ti钎料钎焊制作的镀钛与无镀层金刚石钻头比较,钻头平均寿命相当,但镀钛金刚石钻头的钻孔效率更高,并对其机理进行了分析。      

C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工

用金刚石基本颗粒尺寸分别为20～30,36～54和63～75μm,直径在0.280～0.440 mm范围的6种电镀金刚石钻头,钻削三维针刺毡基C/SiC复合材料微孔,测试6种钻头的最佳加工工艺参数,分析工艺参数及金刚石基本颗粒尺寸、钻头直径等对微孔加工质量、加工效率的影响。结果表明：在相同钻削速度条件下,进给速度越低时,加工的微孔质量越好;钻头电镀的金刚石磨粒基本颗粒尺寸越大,其钻削效率越高;在6种钻头中,直径为0.300 mm的基体上电镀63～75μm的磨粒,直径为0.200 mm的基体上电镀36～54μm的磨粒,能够获得更优的钻孔性能。     

强、弱混镶新型金刚石钻头的研究

本文分析常规金刚石钻头与普通弱包镶金刚石钻头在钻进极坚硬岩层时存在的不足，提出了研制强、弱混镶钻头的设计思想，并对该种新型钻头工作层结构进行说明，阐述其工作层中强、弱裹覆工作材料的实现工艺。通过设计新型强、弱混镶钻头，进行室内钻进试验，结果表明强、弱包镶混镶钻头具有高时效、长寿命等优点。     

新工艺制备电镀金刚石磨头

采用Ni-Co-Mn三元合金镀层制作电镀金刚石磨头,可明显降低成本,制品质量还有所提高。本文介绍了新工艺的具体过程及操作规程,并推荐了电镀液配方与技术条件。     

点胶法可实现金刚石有序排布进而提高钻头性能

为实现孕镶金刚石钻头工作层中金刚石颗粒的有序排列,采用点胶法进行金刚石有序排布的初步实验。基于Matlab2016A图像分析技术,对金刚石定位精度进行定量评价;然后制备金刚石颗粒有序排布的单层电镀金刚石钻头,并与普通电镀钻头进行对比钻进实验。结果表明:点胶法可以得到与设计坐标偏离值不超过10%的金刚石有序排布阵列;有序排布的金刚石钻头,其钻进时效比普通钻头的高30%,钻头寿命长85%。采用点胶法制备有序排布金刚石钻头是可行的;相比于随机分布,有序排布具有明显的优势。      

CVD金刚石条强化孕镶金刚石钻头的试验研究

本文将经过激光切割的CVD金刚石条镶嵌到传统的孕镶金刚石钻头胎体中,研制了一种新型的硬支点强化型金刚石钻头,以提高钻头在坚硬地层中的钻进效率和使用寿命。介绍了该新型钻头的设计及制造工艺,并进行了室内钻进试验。结果表明：与聚晶金刚石柱强化孕镶金刚石钻头相比,CVD金刚石条强化的孕镶金刚石钻头的钻进效率较高,达5．575m／h,且该钻头的磨损程度更小,使用寿命长。在钻进过程中更加稳定.     

三峡永久船闸导垂孔施工用电镀金刚石钻头的研制

为了满足导垂孔施工孔径大、垂直精度高（扎斜允许偏差在1‰以内）的要求,本文采用复合电镀技术研制出大口径会刚石钻头,所用胎体材料为镍钴合金,钻进金刚石的品级为MBD8、MBD10,其中MBD10占总量的60％,金刚石粒度分别为40／45、45／50、50／60、60／70,各种粒度的比例（质量比）分别为20％、30％、35％、15％。电镀金刚石钻头在室温下进行,pH值在3～5之间,电流密度在0．5—0．9A／dm^2范围内。文章还提出了基体设计和强化方案,分析了钢体、金刚石参数、胎体对钻进过程的影响,采用混目金刚石扩大了钻头的适用范嗣,提高了钻头的自锐性。使用结果表明：胎体配方、工艺流程、电镀参数和钢体强化没汁是合理的,研制的电镀金刚石钻头在二峡永久船闸倒垂孔钻进中,其平均使用寿命达到16米,钻进时效为0．3～0．5m．     

适合强研磨性硬地层的新型混合钻头设计及现场应用

为提高金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)钻头在强研磨性硬地层中的破岩效率和使用寿命,设计2只由PDC切削齿和金刚石孕镶块组合作为切削单元的PDC-金刚石孕镶块新型混合钻头,并在冀中某断层区块石英岩地层进行现场试验。试验结果表明:与同井段使用过的牙轮钻头的平均值相比,1#PDC-金刚石孕镶块混合钻头的平均机械钻速提高52.30%,平均钻头进尺提高97.30%;与牙轮钻头的平均值和M1375D PDC钻头相比,2#PDC-金刚石孕镶块混合钻头的平均机械钻速分别提高30.85%和 32.30%,平均钻头进尺分别提高70.50%和 47.40%。PDC-金刚石孕镶块混合钻头极大地提高了强研磨性硬地层中的钻进效率,降低了钻井成本。