Способ изготовления бурового инструмента

(5)5 С 21 О 9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР(21) 4677225/02 Целью изобретения является повышение (22) 17.02;90 способности инструмента к самозатачива- (46) 07,03,92. Бюл, М 9 нию, снижение трудоемкости производства (71) Курский политехнический институт: и экономия легирующих элементов. Долота (72) В.М.Переверзев, В.И.Колмыков, В.А.Во- . изготавливают из стали 35 Л. При изготовлеротников, Г,В,Широконосов, А.Е.Степченко нии литейных форм в места, формирующие и Е.А,феоктистовпередние поверхности рабочих лопастей, (53) 621.785.52(088.8)устанавливают упрочняющие пластины, (56) Катанов Б,А., Сафохин М.С. Режущий размеры и конфигурация, которых соответбуровой инструмент, - М.: Маюинострое- ствуют этим поверхностям. Пластины"изгоние,1976, с.9 товляют из стали ЗОХ 13 и подвергаютАвторское свидетельство СССР: цементации"перед установкой в форму. По% 1032030, кл.С 21 О 9/22, 1983.сле заливки инструмента и его охлаждениядолота закаливают индукционным нагревом (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО. до 900-940 С и охлаждением в масле. ОтИНСТРУМЕНТА пуск проводят при 200 С в течение 2 ч. Спо- (57) Изобретение относится к металлургии, соб позволяет повысить способность долот в частности к производству инструментов и к самозатачиванию в процессе работы, снидеталей буровых, землеройных, дорожных и жает трудоемкость химико-термической обсельскохозяйственных машин, работающих работки и экономит ,легирующие элементы, в условиях абразивного изнашивания. 1 з,п. ф-лы, 1 табл. Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к производству буровых инструментов, и может быть использовано при изготовлении долот и коронок шнекового бурения.Известен способ изготовления буровых инструментов, включающий напайку метал-: локерамического твердого сплава на их передние грани.Недостатками известного способа являются отсутствие самозатачивания при бурении и малая долговечность инструмейтав. Недостатки объясняются неблагоприятным распределением твердости по глубине ар- мированного поверхностного слоя, а.имвнно высокая твердость сохраняется по всему сечению напаянного твердого сплава и резко уменьшается на границе с основным металлом.Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ производства бурового инструмента, заключающийся в изготовлении инструмента из легированной стали с поверхностным упрочнением путем цементации и последующей закалки. Известный способ обеспечивает плавное уменьшение твердости по глубине упрочненного слоя, что увеличивает и долговечность инструмента,Однако способ не обеспецивает достаточной способности инструмента к самозатачиванию и соответственно к увелицениюскорости бурения, Цементация буровых инструментов увелицивает трудоемкость производства. Применение легированнойстали для их изготовления увелицивает расход легирующих элементов.Цель изобретения - повышение способности инструмента к самозатачиванию, снижение трудоемкости производства иэкономия легирующих элементов,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу производства буровогоинструмента, включающему изготовление 15его из стали путем заливки в форму о формированием режущих элементов из стали,легированной карбидообразующими элементами, и поверхностную закалку, режущие элементы формируют перед заливкой, 20цементируют их до достижения содержанияуглерода 1,5-6,5 мас.о и устанавливают вформу, а заливку осуществляют нелегированной сталью.Изготавливают две партии двухлопастных долот шнекового бурения диаметром151 мм по известному и предлагаемому способам.Согласно известному способу долотаотливают, из стали 35 ХЗГ 2 Ф и подвергаьот 30цементации в древесноугольном карбюризаторе ьстандартном бандьокском) при940 С в течение 10 ч, После цементациидолота подвергают поверхностной закалкес индукционным нагревом до 900-940 ОС и 35охлаждением в масле. После закалки долота. отпускают при 200 С в течение 2 ч в электропечи.Согласно предлагаемому способу долота отливают из стали 35 Л, При изготовлении 40литейных форм в них к местам, формирующим передние поверхности рабочих лопастей, прилокены упрочняющие пластинки,по размерам и конфигурации соотвеьствующие этим поверхностям. Пластинки толщиной 2 ььм из стали ЗОХ 13 предварительнозацементированы при 940"С в течение 10 ч. Отливки долот подвергают поверхностной закалке с индукционным нагревом до 900- 940 С и отпуску при 200 С в течение 2 ч.Испытания проводят бурением скважин шнековым способом на буровой установке глубиной 15 - 20 м по осадочным породам 1-И категорий буримости, представленным плотными глинами, суглинками, сухими и обводненными песками, фосфоритами.Результаты испытаний приведены в таблице.Средняя механическая скорость бурения после проходки 500 м долотами, изготовленными известным способом 25,3 м/ч, а изготовленными предлагаемым способом,1 м(ч, т,е, на 35; выше, Увеличение ско- рости бурения свидетельствует об улучшении самозатачивания бурового инструмента в работе. Самозатачивание улучшается в результате более быстрого абразивного износа задней грани долот из налегированной сали 35 Л, чем из легированной 35 ХЗГ 2 Ф.Уменьшение трудоемкости производства достигается тем, что в предлагаемом способе подвергают цементации не отливки инструментов, а лишь их режущие элементы при формировании последних еще перед заливкой металла в форму.Экономия легирующих элементов достигается тем, что заливкуосуществляют не- легированной сталью.Формула изобретения Способ изготовления бурового инструмента, включающий изготовление его из, стали путем заливки в форму с формированием режущих элементов из стали, легированной карбидообразующими элементами, и поверхностную закалку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения способности инструмента к самозатачиванию, снижения трудоемкости производства и экономии легирующих элементов, режущие элементы формируют перед заливкой, цементируют их до достижения содержания углерода 1,5-6,5 мас. О/О и устанавливают в форму, а заливку осуществляют нелегированной сталью.1717653 Редактор Н:Гуньк Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 854 ВНИИПИ Г Составитель;ВЯереверзевТехред М.Моргентал Корректор С,Черни Тираж:, Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва; Ж-.35; Раушская наб., 475