Использование технологии плазменной наплавки для упрочнения поверхности долот PDC является эффективным средством повышения их износостойкости, ударопрочности и коррозионной стойкости.
1. Этап подготовки
(1) Определите материал облицовки
- Часто используемые облицовочные материалы:
- Сплав на основе кобальта: высокая износостойкость и коррозионная стойкость.
- Сплав на основе никеля: устойчив к высокотемпературному окислению и химической коррозии.
- Сплавы на основе железа: экономичны и соответствуют требованиям средней износостойкости.
- Сплавы, армированные керамическими частицами: например, WC (карбид вольфрама), TiC (карбид титана) и т. д. для очень высоких требований к износостойкости.
(2) Определение площади облицовки
- Наплавка сверл PDC обычно нацелена на:
- Боковая часть: для повышения износостойкости и уменьшения трения и потерь при резании.
- Поверхность каркаса: для повышения общей коррозионной стойкости и ударопрочности.
(3) Предварительная обработка поверхности
- Очистите область плакирования от масла, оксидов, покрытий и загрязнений.
- Механическая шлифовка или пескоструйная обработка для повышения шероховатости поверхности и улучшения сцепления наплавленного плакирующего слоя с основой.
2. Осуществление процесса облицовки
(1) Установка оборудования для плазменной наплавки
- Состав оборудования:
Пистолет для плазменной сварки, питатель порошка, автоматизированный аппарат плазменной сварки, и т. д..
- Установите ключевые параметры:
- Ток и напряжение дуги: выбирайте в зависимости от покрываемого материала, обычно в диапазоне 100–300 А.
- Тепловложение: отрегулируйте для контроля деформации подложки и скорости разбавления.
- Скорость подачи порошка: обычно в диапазоне 10–50 г/мин для обеспечения однородности плакирующего слоя.
(2) Выполнение облицовки
- Процесс облицовки:
1. Запуск плазменной дуги, образование высокотемпературной ванны плавления.
2. Через систему подачи порошка порошковый материал распыляется в ванну расплава и металлургически связывается с подложкой.
3. В соответствии с формой сверла, по заданному пути для равномерной оболочки, чтобы гарантировать отсутствие утечек оболочки или переплавления.
- Контролируйте тепловое воздействие: избегайте перегрева или деформации основы сверла PDC, регулируя параметры плазменной дуги и метод охлаждения.
(3) Охлаждающая обработка
- Естественное охлаждение или использование метода охлаждения с контролируемой скоростью, чтобы избежать трещин, вызванных термическим напряжением.
3. Этап после лечения
(1) Проверка качества оболочки
- Проверка внешнего вида: проверить, является ли слой покрытия однородным, без трещин и отверстий для воздуха.
- Тестирование производительности: измерение твердости, толщины (обычно 0,5–3 мм), прочности сцепления и других показателей.
- Неразрушающий контроль: используйте ультразвуковой или рентгеновский контроль для устранения внутренних дефектов.
(2) Отделка
- Если после наплавки поверхность становится шероховатой, требуется токарная или шлифовальная обработка, чтобы соответствовать требованиям к размеру и форме сверл PDC.
(3) Оптимизация производительности
- Термическая обработка: закалка или отпуск наплавленного плакирующего слоя при необходимости для дальнейшей оптимизации его организационных свойств.
4. Меры предосторожности
1. Избегайте повреждений от перегрева.
- Во время плазменной наплавки следует строго контролировать подвод тепла, чтобы избежать термического повреждения вставки PDC и подложки.
2. Подбор материалов
- Материал покрытия должен соответствовать материалу основы долота PDC, чтобы обеспечить прочность соединения и постоянство характеристик.
3. Экологический контроль
- Насколько это возможно, в условиях низкой влажности или в среде защитного газа, чтобы избежать окисления, влияющего на качество облицовки.
Этот процесс можно использовать для повышения производительности новых долот PDC, а также для ремонта изношенных долот.
Время публикации: 9 января 2025 г.