【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磨削，具体而言，涉及一种多层硬质合金磨鞋及其制备方法和应用。
技术介绍
1、磨鞋属于井下事故处理工具的一种。在钻井或采油作业中，常会发生井下钻具被卡、脱扣、扭断以及地面金属碎片、水泥甚至钻头牙轮、硬质合金牙轮等物落入井中，俗称落鱼。落鱼应及时打捞，否则影响正常作业，当打捞工具处理卡钻无效或落鱼不能完整捞出时，须下入磨鞋，将落鱼磨铣成碎片，然后利用钻井液循环带出井眼。
2、传统磨鞋的焊接工艺是用氧-乙炔火焰将yd型硬质合金焊条焊到工具基体上，yd型硬质合金焊条是由颗粒状硬质合金与胎体合金组成，胎体合金为铜基合金。其中，硬质合金颗粒密度为9.7～15.3g/cm3，胎体合金密度为8.5～8.9g/cm3，火焰钎焊过程中胎体合金熔化，硬质合金密度远大于胎体合金密度，钎焊多层硬质合金磨鞋时硬质合金颗粒沉淀聚集，导致磨削层硬质合金颗粒分布不均匀。同时，硬质合金颗粒与胎体合金线膨胀系数差别较大，胎体合金凝固后聚集的硬质合金颗粒间形成较大的应力，硬质合金颗粒在磨削过程中容易碎裂和脱落，磨鞋的使用寿命较短。
3、专利cn113828957a公开了一种硬质合金钎焊用复合钎料的制备方法，复合钎料为杯型结构，包括杯底和杯壁，杯底和杯壁围成匹配硬质合金刀头待焊部的杯腔，其包括以下步骤：组装模具，形成供复合钎料成型的型腔；铁镍钴合金网表面涂覆钎剂膏后置于型腔中心，然后将钎料熔液注入型腔，冷却凝固，脱模。该方法可以增强接头强度，缓释接头的焊接热应力。但是该方法仍不能解决磨削层硬质合金颗粒分布不均匀的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种多层硬质合金磨鞋，其中硬质合金颗粒在磨削层均匀分布，且若干个硬质合金颗粒彼此之间填充胎体合金，应力较小，不容易发生碎裂和脱落，磨鞋的使用寿命长。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种多层硬质合金磨鞋的制备方法，该方法具有生产效率高、易于实现自动化、可降低生产成本以及可提高磨鞋的使用寿命等优点。
3、本专利技术的第三目的在于提供上述多层硬质合金磨鞋在钻井和修井中的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术首先提供了一种多层硬质合金磨鞋，包括相连接的磨鞋钢基体和磨削层；
6、其中，所述磨削层包括至少两层均匀密布的硬质合金颗粒以及附着的胎体合金；
7、所述磨削层的制备方法包括：向若干所述硬质合金颗粒形成的层中压入液态的胎体合金，进行压铸成型，形成多层硬质合金颗粒的磨削层。
8、本专利技术进一步提供了如上所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，包括如下步骤：
9、(a)、将若干个表面附着熔融态的钎焊溶剂的硬质合金颗粒均匀布设于压铸模腔体的底部，钎焊溶剂冷却后所述硬质合金颗粒粘结在所述压铸模腔体底部；将所述压铸模加热，并向其中压入液态的胎体合金，使所述胎体合金完全覆盖所述硬质合金颗粒，压铸成型，冷却后形成第一复合层；
10、(b)、将若干个所述表面附着熔融态的钎焊溶剂的硬质合金颗粒均匀布设于所述第一复合层表面上，冷却后所述硬质合金颗粒粘结在所述第一复合层上；将所述压铸模加热并向其中压入所述液态的胎体合金，使所述胎体合金完全覆盖所述硬质合金颗粒，进行所述压铸成型，冷却后形成第二复合层；
11、其中，步骤(b)重复至少一次，得到至少一层所述第二复合层；
12、(c)、将所述第二复合层的表面涂覆含有所述钎焊溶剂的材料后与磨鞋钢基体对接，并加热焊接，冷却后得到磨鞋毛坯；所述磨鞋毛坯经开刃后得到所述多层硬质合金磨鞋。
13、本专利技术还提供了如上所述多层硬质合金磨鞋在钻井和修井中的应用。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
15、(1)本专利技术提供的多层硬质合金磨鞋中的硬质合金颗粒分布均匀且可以多层设置，磨削效率高，使用寿命长。
16、(2)本专利技术提供的多层硬质合金磨鞋，通过采用预置硬质合金颗粒然后向其中浇入胎体合金并压铸成型的方式，实现了硬质合金颗粒在磨削层的均匀分布；并且若干个硬质合金颗粒彼此之间均匀填充胎体合金，应力较小，不容易发生碎裂和脱落。
17、(3)本专利技术提供的多层硬质合金磨鞋，通过在硬质合金颗粒表面涂覆钎剂然后进行压铸的方法，压力作用可以促进胎体合金对硬质合金颗粒的润湿，解决了传统钎焊时硬质合金颗粒与胎体合金因润湿性差而造成界面结合不良的问题。
18、(4)本专利技术提供的多层硬质合金磨鞋，以压铸方式实现胎体合金和硬质合金颗粒的复合，可减少胎体合金钎焊硬质合金时产生的气孔，增大硬质合金颗粒之间胎体合金的密实度，从而进一步提高了多层硬质合金磨鞋的使用寿命。
19、(5)本专利技术以压铸方式实现磨削层的制备，而后采用整体感应加热的方式实现磨削层胎体合金与磨鞋钢基体的连接，生产效率高，产品一致性好，便于实现磨鞋的自动化生产。
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1.一种多层硬质合金磨鞋，其特征在于，包括相连接的磨鞋钢基体和磨削层；
2.根据权利要求1所述多层硬质合金磨鞋，其特征在于，所述压入液态的胎体合金之前，所述硬质合金颗粒的表面附着有钎焊溶剂，钎焊溶剂将硬质合金粘结固定；
3.如权利要求1或2所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，含有以下特征(1)至(3)中的至少一项：
5.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，步骤(a)和步骤(b)中，所述胎体合金包括按照质量百分比计的如下组分：Cu 50％～70％，Ni 0％～10％，Mn0％～10％，余量为Zn；
6.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，步骤(a)和步骤(b)中，所述硬质合金颗粒的粒度为1～8目；
7.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，含有以下特征(1)至(4)中的至少一项：
8.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在
9.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述开刃的方法包括电弧气刨处理；
10.如权利要求1或2所述多层硬质合金磨鞋在钻井和修井中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种多层硬质合金磨鞋，其特征在于，包括相连接的磨鞋钢基体和磨削层；
2.根据权利要求1所述多层硬质合金磨鞋，其特征在于，所述压入液态的胎体合金之前，所述硬质合金颗粒的表面附着有钎焊溶剂，钎焊溶剂将硬质合金粘结固定；
3.如权利要求1或2所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，含有以下特征(1)至(3)中的至少一项：
5.根据权利要求3所述多层硬质合金磨鞋的制备方法，其特征在于，步骤(a)和步骤(b)中，所述胎体合金包括按照质量百分比计的如下组分：cu 50％～70％，ni 0％～10％，...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟民，董博文，郭鹏，郭军华，薛行雁，常云峰，董宏伟，刘晓芳，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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