电镀金刚石钻头胎体材料的选择

本文着重分析了影响钻头性能和胎体性能的因素，测定了胎体性能的两项指标－胎体硬度和耐磨性，测定结果表明，镍锰胎体比镍钴胎体硬度高，耐磨性能好，实验证明：在坚硬强度磨性地层和破碎地层中钻进，Ｎｉ－Ｃｏ－金刚石微粉胎体复合电镀钻头比Ｎｉ－Ｃｏ胎体电镀金刚石钻头使用效果好；对于坚硬强研磨地层以及软硬化交替地层中钻进，使用Ｍｉ－Ｍｎ胎体电镀金刚石钻头时效快，寿命长。     

JZR薄壁金刚石钻头胎体性能的探讨

本文对适应于建筑工程薄壁金刚石钻头胎体性能进行了探讨,尤其对薄壁金刚石砂对胎体性能的要求和了详细的分析,结合实践经验筛选出四种胎体配方,满足了薄壁金刚石钻头工作条件的要求。     

人造金刚石钻头胎体中粘结剂的探讨

本文对人造金刚石钻头胎体配方设计中,粘结剂的选择和加入量的确定作了一般性分析。确定了粘结剂在胎体中加入的多或少均会影响钻头硬度的耐磨性,根据具体被钻切介质对钻头胎体硬度和耐磨性的要求来确定热压烧结温度。并结合生产施工现场使用所研制的薄壁金刚石钻头,其测试结果证明对粘结剂的选择和加入量比例的调配是合理的。     

热压铁基金刚石钻头胎体性能及钻进试验研究

本文以铁替代碳化钨作为钻头骨架材料,研究了新型热压铁基金刚石钻头的胎体性能,包括胎体硬度和耐磨性。通过对胎体性能试验结果的回归分析和非线性规划求解,得到了胎体硬度及耐磨性与胎体配方各组分之间的回归模型,并得出了优化的胎体配方。优化配方计算表明胎体硬度的最优值为139.5 HRB,耐磨性的最优值为0.056 g,但二者不能同时达到最优值。最后采用优化的配方试制了两组φ41/27 mm普通金刚石钻头,在可钻性为9级的花岗岩上进行实际钻进试验,取得了平均时效为2.04 m/h的好效果。     

钎焊金刚石线锯拉伸力学性能及断口分析

使用Cu-Sn-Ti预合金粉末作为过渡层材料,实现了金刚石颗粒与0Cr18Ni9不锈钢丝的钎焊连接,制作了直径约为0.8 mm的金刚石线锯。通过拉伸试验,获得了钢丝及线锯的拉伸力学性能数据,分析了钎焊前后钢丝横截面金相组织,利用扫描电子显微镜观察钢丝及线锯断口微观形貌,并分析了其拉伸断裂机理。结果表明:金刚石颗粒通过钎焊牢固连接于0Cr18Ni9不锈钢丝表面,形成耐磨工作层。线锯的抗拉强度可以保持700 MPa以上,屈服强度保持600 MPa以上,塑性大幅提高。钢丝基体奥氏体长大,组织均匀性大幅提高。经钎焊热处理的钢丝及其制备的线锯的拉伸断裂方式为韧性断裂,钎焊金刚石线锯工作层拉伸失效形式为钎料合金层断裂并从金属丝基体表面剥离。      

铁基金刚石钻头胎体配方的混料试验设计研究

为预测铁基金刚石钻头胎体配方中各混料因素的最佳配比,利用极端顶点设计和有约束的混料均匀设计两种试验设计方法,设计出胎体配方方案。计算结果表明:基于极端顶点设计的方案,试验点数较多,且多在试验边界上,分布不够均匀;基于有约束的混料均匀设计的方案,选用条件分步法产生均匀设计,生成的各试验点满足混料约束条件,在试验区域分布均匀,试验点数可预先确定,用较少试验点代表了较多试验信息,为开发新型金刚石钻头胎体配方提供了可靠的定量试验方法。     

Fe质量分数对金刚石钻头胎体及钻进性能的影响研究

设计Fe-Cu基胎体配方,研究Fe质量分数对金刚石钻头胎体及钻进性能影响。测试不同配方下烧结试样的硬度、相对密度与三点抗弯强度,使用扫描电镜对断口进行微观分析,通过模拟钻进实验测试钻头的钻进效率与寿命。结果表明:Fe-Cu基配方胎体具有较好的烧结成型性,胎体相对密度可达到理论密度的98%;胎体硬度随Fe质量分数的增加先增加后下降,在Fe质量分数大于45%时趋于平稳、质量分数为60%时达到最大值,为35HRC;胎体三点抗弯强度的变化规律不明显,数值变化不大。断口SEM结果表明:随Fe质量分数增加,韧性下降,金刚石刻蚀加重。模拟钻进实验表明:在Fe质量分数为30%时,钻头对6~8级可钻性地层具有较好的钻进效率与寿命。      

一种新型针状合金-金刚石复合钻头胎体配方的试验研究

本文首先介绍一种用于卵砾石地层钻进的新型针状硬质合金钻头的设计原理，而后简要说明其胎体配方组成机理。在分析胎体性能要求的基础上，选择了六组配方，对其进行抗弯强度、抗剪强度，硬度性能、冲击韧性、SEM照片等试验，优选了四号配方，试制了钻头。生产试验结果表明，这种新型复合型钻头钻进萝日砾石地层的平均时效1．89m／h、平均每回次进尺为2．3m，平均钻头寿命19．81m，具有实用和推广价值。     

胎体组分对热压孕镶金刚石钻头胎体腐蚀磨损性能的影响

为研究WC、Fe、663Cu等3种胎体组分质量分数对热压孕镶金刚石钻头胎体腐蚀磨损性能的影响,在pH为10,NaCl质量分数为20％的盐水环境下进行腐蚀磨损试验、静态腐蚀试验和电化学测试,并观察分析试样表面形貌和腐蚀产物.结果表明:在盐水环境下,机械磨损在腐蚀磨损中占据主导地位,纯腐蚀影响不明显,但二者之间的协同作用引...     

铜磷锡钎料钎焊黄铜接头组织及性能

采用B-Cu90PSn钎料钎焊黄铜板获得对接接头,并测试其抗拉强度,利用扫描电镜及能谱仪对钎焊接头组织和断口形貌进行分析。结果表明,B-Cu90PSn钎料与母材实现良好的冶金结合,钎缝区主要由亮白色相和灰黑色相组成;其中灰黑色相呈小黑片状胞晶形貌,亮白色相由α固溶体和(α+δ)共析体组成并呈树枝状相间分布;对钎焊接头进行抗拉强度测试试验,结果表明,钎焊接头起裂源为焊缝相界面,断口由大量高密度短而弯曲的撕裂棱和浅而较大的准解理区域组成。     

基于低银钎料的金刚石薄壁钻钎焊工艺研究

根据Ag、Cu、Zn、Cd、Ni、Co、Mn等元素在钎料中的作用和特点,通过分析和选择,研发了一种新型钎料,并对其熔点、强度以及钎焊工艺进行了研究.结果表明:新开发的低银钎料ZB-1中的表面活性元素能显著降低液态钎料的表面张力,细化合金晶粒,延缓钎焊过程中钎料的氧化,在改善钎料润湿性的同时净化钎缝晶界,从而提高钎缝的抗...     

胎体中含有铜锰阻尼合金成分的金刚石钻头研制及钻进试验

孕镶金刚石钻头在钻进过程中,经常会遇到有害的振动问题,这种振动极大地影响钻进的稳定性。阻尼合金能耗散振动能,可达到减振的目的。本实验用铜锰粉末代替63#配方中的663青铜粉,来制作金刚石钻头的胎体试样。对胎体试样进行力学性能测试及断口形貌分析,结果表明:相较于63#配方试样,质量分数40%铜锰粉末的胎体试样组织均匀,结构致密,硬度提升14.7%;孕镶金刚石钻头磨耗比提高13.2%,抗弯强度降低22.4%。钻进试验结果表明:在钻进均质花岗岩岩样时,质量分数40%的铜锰配方钻头与63#配方孕镶金刚石钻头钻进性能相近,钻进振动加速度幅度减小约4.3%,钻头阻尼性能提高,钻进过程更加平稳。      

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.     

电镀金刚石钻头野外试验及效果分析

为了检验用含稀士添加剂的镀镍液制造的金刚石钻头的效果，采用该镀液生产了一批金刚石钻头，并在小秦岭金矿区进行了野外钻进试验。文章给出了金刚石钻头的制作条件，包括镀液配方和金刚石参数；介绍了试验矿区的地质条件、钻探设备及钻进工艺条件；对钻过的主要岩石的物理力学性质（摆球硬度、塑性系数、单轴抗压强度）和成分进行了测试和分析。钻进试验结果表明：该种电镀金刚石钻头具有寿命长、时效高和适应性强等优点，取得了较好的经济技术指标，但存在着钻头底唇拉槽、内外保径磨损较严重等问题。结合电镀金刚石钻头的制造工艺和钻头的磨损形态，分析认为这两个问题是由钻头钢体尺寸设计不合理引起的。     

钢结硬质合金型胎体性能及其热压金刚石钻头研究

针对在硬而致密岩石中钻进时效低的难题,本文分析了碳化钨基热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度.因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压钢结硬质合金型孕镶金刚石钻头.在硬而致密岩层中钻进的野外试验表明:与普通的碳化钨基钻头相比,钻进时效由0.5 m/h提高到1.18 m/h,钻头工作寿命由10 m/个提高到21.31 m/个,基本解决了在硬而致密岩层中钻进难的问题.试验结果表明,钢结硬质合金型胎体是一种性能优良的金刚石钻头胎体材料,该类型胎体的热压金刚石钻头是一种具有广谱性的金刚石钻头.     

钎焊法制造单层金刚石取孔钻及其界面微观结构

使用钎焊法制造了单层金刚石取孔钻,并与电镀单层金刚石取孔钻的加工性能进行了比较.发现由于具有高的金刚石出刃和结合强度,钎焊取孔钻的锋利度和寿命都优于电镀取孔钻.通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和X射线衍射等对钢基体-钎料合金-金刚石的界面微观结构和成分进行了观察和分析,发现钎料合金中的Ni,Cr元素向钢基体中有一定的扩散;而在钎料合金和金刚石上分别存在反应层.钎料合金反应层主要是金刚石表面的C原子扩散进入液相后与Cr反应生成的Cr3C2和Cr7C3,而金刚石反应层是石墨化金刚石表面的位错通道与Cr反应形成Cr3C2并渗透到一定的深度形成的.     

钎焊烧结金刚石钻头试验研究

为优化钎焊烧结工艺,找到与不同地层相适应的钻头胎体配方,钎焊烧结φ36-7B、φ36-11B微型钻头,通过室内微钻试验以优化钎焊烧结工艺。结果显示:在高温低压的烧结环境下,胎体与金刚石结合良好;添加WC颗粒可以有效提高φ36-11B钻头胎体的耐磨性。      

分层-环槽式热压金刚石钻头应用研究

多年来,热压金刚石钻头的工作层与金刚石都设计为均质型,整个孔底的环状岩石都由金刚石破碎,这不仅使得金刚石的含量较高,而且金刚石的利用率与钻进效率都受到影响.本文试验研究了一种分层-环槽式热压金刚石钻头,由含金刚石的工作层和不合金刚石的工作层组合而成,含金刚石工作层是破碎岩石的主体,而不合金刚石的工作层则利用钻头的径向与...     

热压金刚石钻头铁基胎体机械性能的研究

为了系统研究铁基金刚石钻头胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,本文采用极端顶点法设计胎体配方试验。胎体配方组成为Fe（含P23%）、WC、663-Cu、Ni、Co和Mn粉,试验测试指标为胎体硬度和耐磨性。对测试结果进行回归分析和非线性规划求解,分析了胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,从理论上得出了胎体硬度和耐磨性的最优值以及相应的胎体配方。结果表明：P可降低铁基胎体的烧结温度,有效阻止Fe对金刚石的热侵蚀作用。随着Fe（P-Fe）和WC含量的增加,胎体的硬度和耐磨性都得到明显改善,铁基胎体可以满足热压金刚石钻头对其机械性能的要求。