Использование технологии плазменной наплавки для упрочнения поверхности буровых долот PDC является эффективным способом повышения их износостойкости, ударопрочности и коррозионной стойкости.

1. Этап подготовки

Сверло PDC

(1) Определите материал облицовки

- Наиболее 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 подходят для материалов со средней износостойкостью.

- Сплавы, упрочненные керамическими частицами: например, WC (карбид вольфрама), TiC (карбид титана) и др., для обеспечения очень высокой износостойкости.

(2) Определение площади облицовки

- Наплавка методом термообработки буровых долот PDC обычно направлена ​​на достижение следующих целей:

- Боковая часть: для повышения износостойкости и снижения трения и потерь на резание.

- Поверхность туши: для повышения общей коррозионной и ударопрочности.

(3) Предварительная обработка поверхности

- Очистите облицовочную поверхность от масла, оксидов, покрытий и загрязнений.

- Механическая шлифовка или пескоструйная обработка для увеличения шероховатости поверхности и улучшения сцепления сплавленного облицовочного слоя с подложкой. 

2. Реализация процесса облицовки.

(1) Настройка оборудования для плазменной наплавки

- Состав оборудования:

Пистолет для плазменной сварки, податчик порошка, автоматизированный аппарат плазменной сварки, и т. д..

Сварочный аппарат ПТА

- Установите ключевые параметры:

- Ток и напряжение дуги: выбирайте в зависимости от покрываемого материала, обычно в диапазоне 100-300 А.

- Нагрев: регулируйте нагрев для контроля деформации подложки и степени разбавления.

- Скорость подачи порошка: обычно в диапазоне 10–50 г/мин для обеспечения однородности облицовочного слоя. 

(2) Выполнение облицовки

- Процесс облицовки:

1. Запуск плазменной дуги, образование высокотемпературного расплавленного бассейна.

2. С помощью системы подачи порошка порошковый материал распыляется в расплавленную ванну и металлургически соединяется с подложкой.

3. В соответствии с формой сверла, вдоль заданной траектории для равномерного нанесения покрытия, чтобы исключить утечку покрытия или переплавление.

- Контроль теплового воздействия: предотвращение перегрева или деформации подложки сверла PDC путем регулирования параметров плазменной дуги и метода охлаждения.

(3) Охлаждающая обработка

- Для предотвращения образования трещин, вызванных термическим напряжением, можно использовать естественное охлаждение или метод охлаждения с регулируемой скоростью.

3. Этап после лечения

(1) Проверка качества облицовки

- Внешний осмотр: проверьте, равномерен ли слой облицовки, нет ли трещин и воздушных пустот.

- Эксплуатационные характеристики: измерение твердости, толщины (обычно от 0,5 до 3 мм), прочности сцепления и других показателей.

- Неразрушающий контроль: для выявления внутренних дефектов используйте ультразвуковой или рентгеновский контроль.

(2) Завершение

- Если после термопластической наплавки поверхность получается шероховатой, для соответствия требованиям к размеру и форме сверл PDC требуется токарная или шлифовальная обработка.

(3) Оптимизация производительности

- Термическая обработка: при необходимости закалить или отпустить расплавленный слой облицовки для дальнейшей оптимизации его структурных свойств. 

4. Меры предосторожности

1. Избегайте повреждений, вызванных перегревом.

- В процессе плазменной наплавки необходимо строго контролировать подвод тепла, чтобы избежать термического повреждения вставки PDC и подложки.

2. Подбор материалов

- Материал облицовки должен соответствовать материалу подложки бита PDC, чтобы обеспечить прочность сцепления и стабильность рабочих характеристик.

3. Контроль окружающей среды

- По возможности, в условиях низкой влажности или при наличии защитного газа, чтобы избежать окисления, влияющего на качество облицовки.

Этот процесс может использоваться для повышения производительности новых бит PDC, а также для ремонта изношенных бит.


Дата публикации: 09.01.2025