新型3D打印柵格狀孕鑲金剛石鉆頭胎體材料研究

張紹和，蘇 舟，劉磊磊，吳晶晶，曲飛龍

為了提高堅硬巖層的鉆進效率，將孕鑲金剛石鉆頭的胎體結構設計為柵格狀，并對其基本參數進行了理論分析。采用粉末冶金法制備Inconel 718和CoCrMo合金試樣，通過分析燒結溫度對2種胎體試樣的硬度、耐磨性和抗彎強度的影響，確定了2種材料的最優燒結參數并對其在最佳燒結溫度下力學性能與傳統的WC基復合材料的力學性能進行對比分析。

研究結果表明：當燒結溫度為1 050 ℃時，Inconel 718和CoCrMo合金具有最佳的力學性能；同時，CoCrMo合金具有與WC基胎體相似的力學性能，更適合作為柵格狀孕鑲金剛石鉆頭的胎體材料。

3D打印工作層試驗和巖石切削試驗證實了CoCrMo合金作為胎體材料的可行性，并對適用于不同強度堅硬巖層的3D打印柵格片進行了總結。

1-外側柵格片；2-內側柵格片；3-中部柵格片；4-水口水槽；5-鋼體；6-胎體；7-柵格片間隙

柵格狀孕鑲金剛石鉆頭的胎體結構參數可參考表1。金剛石粒度可參考表2，濃度設計為2%～4%。針對不同硬巖的柵格片推薦可參考表9。

表1 柵格狀孕鑲金剛石鉆頭胎體結構參數

表2 柵格狀金剛石鉆頭金剛石粒度推薦表

表9 針對不同硬巖的柵格片推薦表

原文發表于：

InternationalJournalofRefractoryMetals&HardMaterials

引用格式：

WUJ,ZHANGS,QUF,etal.Matrixmaterialforanew3D-printeddiamond-impregnatedbitwithgrid-shapedmatrix[J].InternationalJournalofRefractoryMetals&HardMaterials,2019,82:199-207.

閱讀譯文全文：

www.jgszz.cn/qikan/263.html