Der Einsatz der Plasmabeschichtungstechnologie zur Verstärkung der Oberfläche von PDC-Bohrern ist ein wirksames Mittel zur Verbesserung ihrer Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
1. Vorbereitungsphase
(1) Bestimmen Sie das Verkleidungsmaterial
- Häufig verwendete Verkleidungsmaterialien:
- Kobaltbasierte Legierung: hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Nickelbasierte Legierung: beständig gegen Hochtemperaturoxidation und chemische Korrosion.
- Eisenbasierte Legierungen: kostengünstig und für mittlere Anforderungen an die Verschleißfestigkeit geeignet.
- Keramikpartikelverstärkte Legierungen: zB WC (Wolframkarbid), TiC (Titankarbid) usw. für sehr hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit.
(2) Bestimmung der Mantelfläche
- Die Schmelzummantelung von PDC-Bohrern zielt in der Regel auf:
- Flankenteil: zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Verringerung von Reibung und Schnittverlust.
- Die Oberfläche der Karkasse: zur Verbesserung der allgemeinen Korrosions- und Schlagfestigkeit.
(3) Oberflächenvorbehandlung
- Reinigen Sie den Verkleidungsbereich, um Öl, Oxide, Beschichtungen und Verunreinigungen zu entfernen.
- Mechanische Schleif- oder Sandstrahlbehandlung zur Erhöhung der Oberflächenrauheit und Verbesserung der Bindung der verschmolzenen Mantelschicht mit dem Substrat.
2. Durchführung des Plattierungsprozesses
(1) Einrichten einer Plasmabeschichtungsanlage
- Ausstattungszusammensetzung:
Plasmaschweißpistole, Pulverförderer, automatisierte Plasmaschweißmaschine, usw..
- Legen Sie die wichtigsten Parameter fest:
- Lichtbogenstrom und -spannung: Wählen Sie entsprechend dem zu beschichtenden Material, im Allgemeinen im Bereich von 100–300 A.
- Wärmezufuhr: Passen Sie die Wärmezufuhr an, um die Verformung und Verdünnungsrate des Substrats zu steuern.
- Pulverzufuhrrate: normalerweise im Bereich von 10 bis 50 g/min, um die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsschicht sicherzustellen.
(2) Ausführung der Verkleidung
- Der Plattierungsprozess:
1. Plasmalichtbogenstart, Bildung eines Hochtemperatur-Schmelzbades.
2. Durch das Pulverzufuhrsystem wird das Pulvermaterial in das Schmelzbad gesprüht und metallurgisch mit dem Substrat verbunden.
3. Achten Sie auf die Form des Bohrers und achten Sie darauf, dass die Ummantelung gleichmäßig entlang des festgelegten Pfads aufgetragen wird, um sicherzustellen, dass die Ummantelung nicht ausläuft oder überschmilzt.
- Kontrollieren Sie den thermischen Einfluss: Vermeiden Sie eine Überhitzung oder Verformung des PDC-Bohrersubstrats, indem Sie die Plasmalichtbogenparameter und die Kühlmethode anpassen.
(3) Kühlbehandlung
- Natürliche Kühlung oder Anwendung einer Kühlmethode mit kontrollierter Geschwindigkeit, um durch thermische Spannung verursachte Risse zu vermeiden.
3. Nachbehandlungsphase
(1) Prüfung der Verkleidungsqualität
- Sichtprüfung: Beobachten Sie, ob die Verkleidungsschicht gleichmäßig und frei von Rissen und Luftlöchern ist.
- Leistungsprüfung: Messen Sie Härte, Dicke (normalerweise 0,5 bis 3 mm), Bindungsstärke und andere Indikatoren.
- Zerstörungsfreie Prüfung: Verwenden Sie Ultraschall- oder Röntgenprüfungen, um interne Defekte zu beheben.
(2) Fertigstellung
- Wenn die Oberfläche nach dem Schmelzplattieren rau ist, ist eine Dreh- oder Schleifbehandlung erforderlich, um die Größen- und Formanforderungen der PDC-Bohrer zu erfüllen.
(3) Performanceoptimierung
– Wärmebehandlung: Abschrecken oder Anlassen der verschmolzenen Mantelschicht, falls erforderlich, um ihre organisatorischen Eigenschaften weiter zu optimieren.
4. Vorsichtsmaßnahmen
1. Überhitzungsschäden vermeiden
- Während des Plasmaplattierens sollte die Wärmezufuhr streng kontrolliert werden, um thermische Schäden am PDC-Einsatz und am Substrat zu vermeiden.
2. Materialabgleich
- Das Verkleidungsmaterial sollte auf das Material des PDC-Bitsubstrats abgestimmt sein, um die Bindungsstärke und Leistungskonsistenz sicherzustellen.
3. Umweltkontrolle
- Soweit möglich in einer Umgebung mit geringer Luftfeuchtigkeit oder Schutzgas, um eine Oxidation zu vermeiden, die die Qualität der Ummantelung beeinträchtigt.
Mit diesem Verfahren lässt sich die Leistung neuer PDC-Bits verbessern und abgenutzte Bits reparieren.
Beitragszeit: 09.01.2025