يُعد استخدام تقنية التكسية بالبلازما لتقوية سطح رؤوس الحفر المصنوعة من مادة PDC وسيلة فعالة لتحسين مقاومتها للتآكل والصدمات والتآكل.
1. مرحلة التحضير
(1) تحديد مادة التكسية
- مواد التكسية الشائعة الاستخدام:
- سبيكة أساسها الكوبالت: مقاومة عالية للتآكل والتآكل الكيميائي.
- سبيكة أساسها النيكل: مقاومة للأكسدة في درجات الحرارة العالية والتآكل الكيميائي.
- السبائك القائمة على الحديد: فعالة من حيث التكلفة ومناسبة لمتطلبات مقاومة التآكل المتوسطة.
- سبائك مقواة بجزيئات السيراميك: على سبيل المثال WC (كربيد التنجستن)، TiC (كربيد التيتانيوم)، إلخ. لمتطلبات مقاومة التآكل العالية جدًا.
(2) تحديد مساحة الكسوة
- عادةً ما تستهدف عملية التغليف بالانصهار لريش حفر PDC ما يلي:
- الجزء الجانبي: لتعزيز مقاومة التآكل وتقليل الاحتكاك وفقدان القطع.
- سطح الهيكل: لتعزيز مقاومة التآكل والصدمات بشكل عام.
(3) المعالجة المسبقة للسطح
- نظف منطقة التكسية لإزالة الزيوت والأكاسيد والطلاءات والشوائب.
- المعالجة بالطحن الميكانيكي أو السفع الرملي لزيادة خشونة السطح وتحسين ترابط طبقة التكسية المنصهرة مع الركيزة.
2. تنفيذ عملية التكسية
(1) إعداد معدات التكسية بالبلازما
- مكونات المعدات:
مسدس لحام البلازما, مغذي مسحوق, ماكينة لحام البلازما الآلية، إلخ..
- ضبط المعلمات الرئيسية:
- تيار القوس الكهربائي وجهده: يتم الاختيار وفقًا للمادة المراد طلائها، وعادة ما يكون ذلك في نطاق 100-300 أمبير.
- مدخلات الحرارة: اضبط للتحكم في تشوه الركيزة ومعدل التخفيف.
- معدل تغذية المسحوق: عادة ما يكون في نطاق 10 ~ 50 جم / دقيقة لضمان توحيد طبقة التكسية.
(2) تنفيذ أعمال التكسية
- عملية التكسية:
1. بدء قوس البلازما، وتكوين حوض انصهار عالي الحرارة.
2. من خلال نظام تغذية المسحوق، يتم رش مادة المسحوق في حوض الصهر وربطها معدنياً بالركيزة.
3. وفقًا لشكل لقمة الحفر، على طول المسار المحدد للتكسية الموحدة، لضمان عدم وجود تسرب للتكسية أو انصهار زائد.
- التحكم في التأثير الحراري: تجنب ارتفاع درجة الحرارة أو تشوه ركيزة مثقاب PDC عن طريق ضبط معلمات قوس البلازما وطريقة التبريد.
(3) المعالجة بالتبريد
- التبريد الطبيعي أو اعتماد طريقة التبريد بسرعة مضبوطة لتجنب التشققات الناتجة عن الإجهاد الحراري.
3. مرحلة ما بعد العلاج
(1) فحص جودة الكسوة
- فحص المظهر: راقب ما إذا كانت طبقة التكسية موحدة وخالية من الشقوق والثقوب الهوائية.
- اختبار الأداء: قياس الصلابة، والسمك (عادةً ما يكون في حدود 0.5 إلى 3 مم)، وقوة الترابط، ومؤشرات أخرى.
- الاختبارات غير المدمرة: استخدم الاختبارات بالموجات فوق الصوتية أو الأشعة السينية لتحديد العيوب الداخلية وإصلاحها.
(2) التشطيب
- إذا كان السطح خشنًا بعد عملية التكسية بالانصهار، فإن المعالجة بالخراطة أو الطحن مطلوبة لتلبية متطلبات الحجم والشكل لريش حفر PDC.
(3) تحسين الأداء
- المعالجة الحرارية: تبريد أو تلطيف طبقة التكسية المنصهرة إذا لزم الأمر لتحسين خصائصها التنظيمية بشكل أكبر.
4. الاحتياطات
1. تجنب أضرار ارتفاع درجة الحرارة
- أثناء عملية التكسية بالبلازما، يجب التحكم بدقة في مدخلات الحرارة لتجنب التلف الحراري لحشوة PDC والركيزة.
2. مطابقة المواد
- يجب أن تتطابق مادة الغلاف مع مادة ركيزة لقمة PDC لضمان قوة الربط وتناسق الأداء.
3. التحكم البيئي
- قدر الإمكان في بيئة منخفضة الرطوبة أو بيئة غازية واقية لتجنب الأكسدة التي تؤثر على جودة الكسوة.
يمكن استخدام هذه العملية لتحسين أداء رؤوس الحفر الجديدة المصنوعة من مادة PDC وكذلك لإصلاح الرؤوس البالية.
تاريخ النشر: 9 يناير 2025