CN104259709A - 一种磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油行业井下作业工具的制作方法，尤其涉及一种用于井下磨削等的磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法。其在磨鞋本体等的结合面上先焊上一层铜基焊料或银基焊料，再在结合面上用铸造的方法把焊条颗粒与硬质合金颗粒的混合层熔化成一体，即形成削磨体。通过此方法，削磨体与磨鞋、铣鞋、套铣筒本体的结合面熔为一体，焊接牢固，在整个磨鞋、铣鞋、套铣筒的削磨体内部，不存在空隙和气孔，硬质合金颗粒之间完全由铜基焊条或银基焊条料冲满，温度控制准确，硬质合金颗粒不会出现过烧。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业井下作业工具的制作方法，尤其涉及一种用于井下磨削等的磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法。
背景技术
磨鞋、铣鞋、套铣筒是石油行业修井、打捞、套管侧钻开窗等工艺中使用的一种工具，，其通常包括本体和成型在本体上的削磨体。现行的制造工艺是把硬质合金颗粒和铜基焊条或银基焊条按照1:1的比例烧结成条状焊条，然后，用堆焊的方法焊在磨鞋的本体上，一层一层堆焊，缺点是层与层之间有空隙，焊接不牢，温度不易控制，并且硬质合金颗粒容易过烧，造成硬质合金颗粒的硬度和强度下降，使磨鞋、铣鞋、套铣筒的使用寿命缩短。
专利CN201110041550公开了一种磨鞋制造方法及其工装，包括如下步骤：用碳钢或碳化钨制作磨鞋本体；使磨鞋本体上的堆焊层处于平焊位置，首先用火焰预热工件，然后装上焊接工装夹紧磨鞋本体，焊接工装与磨鞋本体和堆焊层接触的面的材料为奥氏体不锈钢或铜合金；在磨鞋本体上用YD型硬质合金焊条进行堆焊，焊接完成后松开内卡，取下焊接工装即可。一方面，该制造方法较为依赖一定特殊结构的工装，另一方面，该方法的焊接步骤任以堆焊为主。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法。
一种磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法，包括以下步骤：
1)在磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体与削磨体的清洁的结合面上焊上一层清洁的铜基焊条层或银基焊条层。
优选的，所述铜基焊条层或银基焊条层的厚度小于或等于0.5mm。
2)将焊上铜基焊条层或银基焊条层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于石墨制模具内。
3)在所述的铜基焊条层或银基焊条层上铺设混合层，所述混合层为清洁的铜基焊条颗粒与硬质合金颗粒的均匀混合层或银基焊条颗粒与硬质合金颗粒的均匀混合层，在所述混合层中，所述铜基焊条颗粒或所述银基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的质量比为5:5～4:6，并且，当步骤2)中焊上铜基焊条层时，此步骤对应的选用铜基焊条颗粒，当步骤2)中焊上银基焊条层，此步骤对应的选用银基焊条颗粒。
优选的，所述铜基焊条颗粒或所述银基焊条颗粒粒径为4～6mm，所述硬质合金颗粒的粒径为5mm～7mm。
4)将整个石墨制模具及铺设好所述混合层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于电炉内，在惰性气体气氛下均匀升温至最高温度，保温25～30min，之后空气冷却至200～230℃，再保温1.5～2小时，出炉，去除石墨制模具，即得到在磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体上带有成型削磨体的磨鞋、铣鞋、或套铣筒，其中，选用铜基焊条颗粒时对应的最高保温温度为940～960℃，选用银基焊条颗粒时对应的最高保温温度为720～750℃。
优选的，在所述步骤2)中的所述石墨制模具与所述磨鞋、铣鞋或套铣筒的尺寸和形状匹配，所述石墨制模具的内表面与所述磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体的侧面无缝隙贴合。
其中，结合面、铜基焊条、银基焊条层、铜基焊条颗粒、银基焊条颗粒、硬质合金颗粒等都必须用丙酮进行表面清洁。
削磨体与磨鞋、铣鞋、套铣筒本体的结合面熔为一体，焊接牢固，在整个磨鞋、铣鞋、套铣筒的削磨体内部不存在空隙和气孔，硬质合金颗粒之间完全由铜基焊条或银基焊条料冲满，温度控制准确，硬质合金颗粒不会出现过烧。用本发明所提供的方法制造的磨鞋经使用证明强度和寿命都提高一倍以上。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
第一实施方式
实施例1
磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法包括以下步骤：
1)用丙酮清洗所有的硬质合金颗粒、铜基焊条及磨鞋本体与削磨体的结合面，将铜基焊条剪成与硬质合金颗粒同等大小的颗粒，并用丙酮清洗干净，以备用。
2)在磨鞋本体的结合面上焊上一层铜基焊条层，所述铜基焊条层的厚度小于或等于0.5mm即可。
3)将焊上铜基焊条层的磨鞋本体放置于石墨制模具内。石墨制模具为筒状，与所述磨鞋的尺寸和形状匹配。放置后，石墨制模具的内表面与所述磨鞋本体的侧面无缝隙贴合。并且，石墨制模具的高度大于所述磨鞋本体加上所述铜基焊条层和预制削磨体的高度，以留出之后步骤的操作空间。
4)在所述的铜基焊条层上铺设混合层。所述混合层为铜基焊条颗粒与硬质合金颗粒的均匀混合层。所述铜基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的质量比为4:6。所述铜基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的粒径比为1:1.1。所述硬质合金颗粒的粒径为5mm。在其他的实施例中，所述硬质合金颗粒的粒径为6mm或7mm。
4)将整个石墨制模具及铺设好所述混合层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于电炉内，在惰性气体气氛下以960℃高温保温30min，之后空气冷却至200℃，再保温2小时，出炉，去除石墨制模具，即得磨鞋。在其他的实施例中，在惰性气体气氛下以950℃或940℃高温保温25min或28min，之后空气冷却至210℃或220℃，再保温1.5小时或1.8小时。
在铣鞋本体或套铣筒本体应用上述步骤，同样可得铣鞋或套铣筒。
第二实施方式
实施例2
磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法包括以下步骤：
1)用丙酮清洗所有的硬质合金颗粒、银基焊条及磨鞋本体与削磨体的结合面，将银基焊条剪成与硬质合金颗粒同等大小的颗粒，并用丙酮清洗干净，以备用。
2)在磨鞋本体的结合面上焊上一层银基焊条层，所述银基焊条层的厚度小于或等于0.5mm即可。
3)将焊上银基焊条层的磨鞋本体放置于石墨制模具内。石墨制模具为筒状，与所述磨鞋的尺寸和形状匹配。放置后，石墨制模具的内表面与所述磨鞋本体的侧面无缝隙贴合。并且，石墨制模具的高度大于所述磨鞋本体加上所述银基焊条层和预制削磨体的高度，以留出之后步骤的操作空间。
4)在所述的银基焊条层上铺设混合层。所述混合层为银基焊条颗粒与硬质合金颗粒的均匀混合层。所述银基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的质量比为5:5。所述银基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的粒径比为1：1。所述硬质合金颗粒的粒径为5mm。在其他的实施例中，所述硬质合金颗粒的粒径为6mm或7mm。
4)将整个石墨制模具及铺设好所述混合层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于电炉内，在惰性气体气氛下以750℃高温保温30min，之后空气冷却至200℃，再保温2小时，出炉，去除石墨制模具，即得磨鞋。在其他的实施例中，在惰性气体气氛下以730℃或720℃高温保温25min或28min，之后空气冷却至210℃或220℃，再保温1.5小时或1.8小时。
在铣鞋本体或套铣筒本体应用上述步骤，同样可得铣鞋或套铣筒。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体与削磨体的清洁的结合面上焊上一层清洁的铜基焊条层或银基焊条层；
2)将焊上铜基焊条层或银基焊条层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于石墨制模具内；
3)在所述的铜基焊条层或银基焊条层上铺设混合层，所述混合层为清洁的铜基焊条颗粒或银基焊条颗粒与硬质合金颗粒的均匀混合层，在所述混合层中，所述铜基焊条颗粒或所述银基焊条颗粒与所述硬质合金颗粒的质量比为5:5～4:6，并且，当步骤2)中焊上铜基焊条层时，此步骤对应的选用铜基焊条颗粒，当步骤2)中焊上银基焊条层，此步骤对应的选用银基焊条颗粒；
4)将整个石墨制模具及铺设好所述混合层的磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体放置于电炉内，在惰性气体气氛下均匀升温至最高温度，保温25～30min，之后空气冷却至200～230℃，再保温1.5～2小时，出炉，去除石墨制模具，即得到在磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体上带有成型削磨体的磨鞋、铣鞋、或套铣筒，其中，选用铜基焊条颗粒时对应的最高保温温度为940～960℃，选用银基焊条颗粒时对应的最高保温温度为720～750℃。
2.根据权利要求1所述的磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中的所述石墨制模具与所述磨鞋、铣鞋或套铣筒的尺寸和形状匹配，所述石墨制模具的内表面与所述磨鞋本体、铣鞋本体或套铣筒本体的侧面无缝隙贴合。
3.根据权利要求1或2所述的磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述铜基焊条层或银基焊条层的厚度小于或等于0.5mm。
4.根据权利要求1或2所述的磨鞋、铣鞋或套铣筒的制造方法，其特征在于：在所述步骤3)中，所述铜基焊条颗粒或所述银基焊条颗粒的粒径为4～6mm，所述硬质合金颗粒的粒径为5mm～7mm。
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