一种钢体PDC钻头表面强化防护工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种钢体PDC钻头表面强化防护工艺，包括如下步骤：涂层设计、表面预处理、涂层施工、保温缓冷、机械后处理；涂层设计包括：在施工前明确施工步骤以及确定各施工步骤中的具体操作参数；表面预处理包括：冠部凹切、屏蔽非喷涂层、表面粗化和表面净化共四个环节；涂层施工包括工件预热、喷涂粘结底层、喷涂工作层共三个环节。本发明专利技术突破传统认识，采用火焰类热喷涂技术，尤其提出了“喷涂—重熔—喷涂”的循环式生产工艺，使喷涂材料实现了在涂层和钻头体之间的有机扩散，有效地增强了涂层和钻头体之间的结合强度。本发明专利技术以生产效率高，质量优和经济成本低等显著优点，完善发展了钢体PDC钻头的生产工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防护工艺，尤其涉及一种通过热喷涂技术硬化钢体钻头表面，特别是硬化钻头冠部，以此提高钻头在井下的耐磨性等综合性能的钢体PDC钻头表面强化防护工艺。
技术介绍
钢体PDC钻头是PDC钻头中的一种类别，相对于胎体PDC钻头而言，钢体PDC钻头造型不受刀翼强度限制，冠部主体强度高，生产成本低，效率高。但是钢体钻头在复杂的工况下(如复合磨损，泥浆冲蚀等交替作用)极易出现冠部磨损严重的情况，大大限制了钢体钻头的使用范围。针对这一问题，以往通常采用堆焊的方法，即在钻头冠部敷焊一层耐磨材料。这种工艺的生产效率过低，在复杂的工况下，特别是在大位移的定向井和超深井中，容易发生堆焊层脱落的事故。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种通过热喷涂技术硬化钢体钻头表面，特别是硬化钻头冠部，以此提高钻头在井下的耐磨性等综合性能的钢体PDC钻头表面强化防护工艺。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种钢体PDC钻头表面强化防护工艺，所述工艺包括如下步骤步骤一涂层设计；步骤二 表面预处理；步骤三涂层施工；步骤四保温缓冷；步骤五机械后处理；所述步骤一中的涂层设计包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：步骤一：涂层设计；步骤二：表面预处理；步骤三：涂层施工；步骤四：保温缓冷；步骤五：机械后处理；所述步骤一中的涂层设计包括：在施工前明确施工步骤以及确定各施工步骤中的具体操作参数；所述步骤二中的表面预处理包括：冠部凹切、屏蔽非喷涂层、表面粗化和表面净化共四个环节；所述步骤三中的涂层施工包括工件预热、喷涂粘结底层、喷涂工作层共三个环节。

【技术特征摘要】
1.一种钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于所述工艺包括如下步骤 步骤一涂层设计； 步骤二 表面预处理； 步骤三涂层施工； 步骤四保温缓冷； 步骤五机械后处理； 所述步骤一中的涂层设计包括在施工前明确施工步骤以及确定各施工步骤中的具体操作参数； 所述步骤二中的表面预处理包括冠部凹切、屏蔽非喷涂层、表面粗化和表面净化共四个环节；所述步骤三中的涂层施工包括工件预热、喷涂粘结底层、喷涂工作层共三个环节。2.根据权利要求1所述的钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于所述冠部凹切包括凹切区域和凹切余量，钢体PDC钻头冠部由内锥、顶部、侧翼、肩部和保径五部分组成，在凹切时依次对冠部的这五个组成区域进行打磨，凹切应以满足粘结底层和喷涂层的容量为原则，根据喷涂粉末和基体的材质特性，涂层的厚度为2. 50-3. 00mm，上述涂层在强化钻头抗磨损性的前提下，可以有效的保证涂层与基体的结合强度，故确定凹切的加工余量为 3. O—3. 5mm。3.根据权利要求1所述的钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于所述屏蔽非喷涂层包括喷涂区域即为凹切的钻头冠部处，因此只需对钻头冠部上的齿穴进行屏蔽。4.根据权利要求1所述的钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于所述表面粗化包括用喷砂的方式粗化工件，喷砂压力为O. 6-0. 7Mpa,喷砂介质是石英砂，粒度为O. 5—1.5mm,喷砂后工件表面粗糙度应达到8 —10 μ mRa,喷砂的重点区域为凹切的钻头冠部。5.根据权利要求1所述的钢体PDC钻头表面强化防护工艺，其特征在于所述表面净化包括用压缩空气吹净钻头体表面的砂粒和其它杂质，然后用丙酮清洗钻头冠部，清洗的重点区域为凹切的钻头冠部。6.根据权利要求1所述的钢体PDC钻头表面强化防护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋，张明利，张敏，何樱子，
申请(专利权)人：上海中盟石油天然气有限公司，上海融智金刚石钻头有限公司，
类型：发明
国别省市：