一種螺桿鉆具硬表面加工方法及實現(xiàn)該方法的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金材料制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種大量、小尺寸硬質(zhì)合金粘結(jié)的方法及實現(xiàn)該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開采鉆具或螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的容積式井下動力鉆具，在鉆探領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
[0003]扶正器與TC軸承(徑向軸承)是鉆具的重要部件，例如TC軸承，其在螺桿鉆具中承受鉆頭及萬向軸轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的側(cè)向力，TC徑向軸承是影響鉆桿鉆具的使用壽命的關(guān)鍵部件。
[0004]扶正器與TC軸承表面需要焊接或燒結(jié)數(shù)量很多的硬質(zhì)合金條(硬質(zhì)合金塊)，以提高TC軸承的耐磨性。國外的加工方法是，采用點焊的方法將硬質(zhì)合金條或塊固定在工件金屬表面，然后采用噴焊低熔點的打底涂料，最后堆焊硬面材料，經(jīng)磨加工成為成品。此種加工方法與工藝國內(nèi)還沒有應(yīng)用，國內(nèi)是采用在扶正器的耐磨帶上打孔，將硬質(zhì)合金保徑齒鑲嵌在孔內(nèi)，在扶正器的邊緣堆焊耐磨材料。
[0005]在生產(chǎn)TC軸承及扶正器耐磨加硬帶時，每個TC軸承及扶正器需要粘結(jié)成百上千硬質(zhì)合金條(一般至少1000-2000合金塊)，而一些礦山機(jī)械、工程機(jī)械使用的耐磨板、耐磨帶也是需要焊接數(shù)量很多的硬質(zhì)合金條。這些工作，國內(nèi)都是由人工一次一塊地將硬質(zhì)合金條與塊擺放在金屬表面，用502等快干膠粘結(jié)，生產(chǎn)效率低，尺寸精度不能保證，生產(chǎn)成本高；國外有采用橡膠板上打孔，人工將硬質(zhì)合金條與塊擺放在孔內(nèi)，然后再點焊的方法，但是同樣存在人工擺放費時費力、生產(chǎn)效率低的技術(shù)缺陷。
[0006]將大量、小尺寸硬質(zhì)合金條(塊)粘結(jié)在工具表面，而且有一定尺寸、形狀和角度要求，人工操作費時費力，據(jù)統(tǒng)計，手工粘結(jié)的方式，一個員工一整天只能粘結(jié)3?5個較大TC軸承(螺桿鉆具中的徑向軸承)，人工操作繁瑣，精度低，效率低，成本高，如何將粘結(jié)操作形成系統(tǒng)化，從而節(jié)省成本，提高精度和效率，是本領(lǐng)域目前亟待解決的問題。
[0007]TC軸承和扶正器的加硬面是由硬質(zhì)合金條構(gòu)成，硬質(zhì)合金條之間的縫隙是由鑄造WC顆粒以及鎳銅焊料組成。鎳銅焊料是粘結(jié)劑，但鎳銅焊料硬度很低，不耐泥漿及鉆井液沖蝕與沖刷。長方形的硬質(zhì)合金條經(jīng)過釬焊焊縫為直線形狀或斜線形狀，TC軸承在鉆井時要承受鉆井液與泥漿的沖蝕與沖刷，呈直線與斜線TC軸承釬焊焊縫很容易被沖蝕和沖刷，從而降低了 TC軸承的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有TC軸承與扶正器釬焊的焊縫為直線型，耐鉆井液與泥漿沖蝕與沖刷差，本發(fā)明將焊縫改為曲線形，將鉆井液與泥漿的沖蝕及沖刷分解到硬質(zhì)合金塊來承擔(dān)，提高TC軸承與扶正器的耐磨性。同時針對TC軸承硬表面硬質(zhì)合金條粘結(jié)時效率低、成本高、精度不能保證的缺陷，提供一種適用于硬質(zhì)合金硬面加工中硬質(zhì)合金條的粘結(jié)方法，該方法簡單、高效，有效解決需由人工擺放和粘貼硬質(zhì)合金條以完成硬質(zhì)合金硬面加工的技術(shù)缺陷，所述硬質(zhì)合金條不為方形，所形成的硬質(zhì)合金條與硬質(zhì)合金條之間的焊縫更加耐沖刷。
[0009]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
提供一種螺桿鉆具硬表面加工方法，包括如下步驟:
51.將若干個硬質(zhì)合金條均勻排列；
52.用膠帶有膠液層的一面粘結(jié)硬質(zhì)合金條，使硬質(zhì)合金條與膠帶粘結(jié)牢固，形成包括有若干個硬質(zhì)合金條的硬質(zhì)合金條粘板；
53.將硬質(zhì)合金條固定于扶正器的耐磨帶上或TC軸承的鋼表面；
54.經(jīng)噴焊、堆焊、磨削加工成品；
其中，所述硬質(zhì)合金條的形狀不包括方形。
[0010]本發(fā)明采用不為方形的硬質(zhì)合金條，用膠帶粘結(jié)硬質(zhì)合金條，硬質(zhì)合金條與硬質(zhì)合金條之間的焊縫是不規(guī)則的曲線形狀，以線性的方式對TC軸承或扶正器表面進(jìn)行沖刷的泥漿和鉆井液沖刷到為曲線的焊縫上后，因焊縫不為直線，泥漿和鉆井液沖蝕的大部分力將分解到硬質(zhì)合金塊上面，由于硬質(zhì)合金塊硬度高，致密性好，極耐沖蝕和磨損，這樣也就提高了 TC軸承或扶正器的耐磨性。
[0011]硬質(zhì)合金條的形狀可以是:圓形、六邊形、菱形、八邊形等形狀，也可以根據(jù)TC軸承的不同半徑曲率，硬質(zhì)合金條制成弧形，和TC軸承弧形相匹配。
[0012]優(yōu)選地，S2步驟所述使硬質(zhì)合金條與膠帶粘結(jié)牢固是通過輕輕按壓合金條，使硬質(zhì)合金條與膠帶粘結(jié)牢固。
[0013]優(yōu)選地，S2步驟還包括將多余膠帶修整的操作。
[0014]優(yōu)選地，所述膠帶為打孔的單面膠帶，膠帶有膠液層的一面粘結(jié)硬質(zhì)合金條；通過點焊的方法將S3步驟所述硬質(zhì)合金條固定于扶正器的耐磨帶上或TC軸承的鋼表面。
[0015]更為優(yōu)選地，所述膠帶為雙面膠，通過膠帶有膠液層的另一面將S3步驟所述硬質(zhì)合金條粘貼固定于扶正器的耐磨帶上或TC軸承的鋼表面。
[0016]本發(fā)明同時提供一種實現(xiàn)所述螺桿鉆具硬表面加工方法的裝置。
[0017]所述裝置為定位槽板，所述定位槽板包括基板以及設(shè)置于基板上的合金條定位槽，所述合金條定位槽為由若干鏤空的槽孔組成的槽格，所述槽孔中只能容納一個硬質(zhì)合金條；所述槽孔的尺寸與硬質(zhì)合金條的尺寸相適配；所述槽孔的形狀不包括方形。
[0018]將適量的硬質(zhì)合金條置放于定位槽板上后，硬質(zhì)合金條大部分一一對應(yīng)落入槽孔中，個別槽孔中沒有落入硬質(zhì)合金條的人工放入即可，多余的硬質(zhì)合金條從定位槽板上掃落留下次備用。
[0019]優(yōu)選地，所述合金條定位槽的深度一致。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述合金條定位槽的深度不大于所述硬質(zhì)合金條的厚度，這樣的話，排放好硬質(zhì)合金條后就可以直接在所有硬質(zhì)合金條構(gòu)成的表面粘貼膠帶，一次性制作好整塊加工硬表面所需要的硬質(zhì)合金條粘板。
[0021]可選的方案之一，所述定位槽板基板與定位槽為一體化結(jié)構(gòu)，基板上其合金條定位槽的深度不大于所述硬質(zhì)合金條的厚度。將適量的硬質(zhì)合金條置放于定位槽板上后，硬質(zhì)合金條大部分一一對應(yīng)落入槽孔中，個別槽孔中沒有落入硬質(zhì)合金條的人工放入即可，多余的硬質(zhì)合金條從定位槽板上掃落留下次備用。在所有硬質(zhì)合金條構(gòu)成的表面粘貼膠帶，就可以一次性制作好整塊加工硬表面所需要的硬質(zhì)合金條粘板。
[0022]可選的方案之二，所述定位槽板包括基板以及設(shè)置于基板上的合金條定位槽，所述基板和所述合金條定位槽可拆分，所述基板由若干可升降的凸臺組成，所述合金條定位槽為由若干鏤空的槽孔組成的槽格，槽孔中只能容納一個硬質(zhì)合金條；所述凸臺可以從對應(yīng)地槽孔位置上升或降落；所述凸臺和槽孔的尺寸相適配并與所述硬質(zhì)合金條的尺寸相適配。首先使凸臺處于初始狀態(tài)，凸臺構(gòu)成的平面成為槽格的底面，將適量的硬質(zhì)合金條置放于定位槽板上后，硬質(zhì)合金條大部分一一對應(yīng)經(jīng)槽孔落于相應(yīng)的凸臺上，個別槽孔中沒有落入硬質(zhì)合金條的通過人工放入即可，多余的硬質(zhì)合金條從定位槽板上掃落留下次備用。經(jīng)檢查所有槽孔中排放了硬質(zhì)合金條，將所有的凸臺一起從槽孔中上升，凸臺上硬質(zhì)合金條組成的平面高出槽格，在所有硬質(zhì)合金條構(gòu)成的表面粘貼膠帶，就可以一次性制作好整塊加工硬表面所需要的硬質(zhì)合金條粘板。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述基板上設(shè)置有定位檔子。該定位檔子可以幫助操作者準(zhǔn)確地定位膠帶的粘貼位置。
[0024]所述定位檔子可以設(shè)置于所述定位槽的任意一角或兩角的位置；可以設(shè)置于所述定位槽的對角線上的兩個角位置。還可以在所述基板上定位槽的四角設(shè)置定位檔子，更加精準(zhǔn)地幫助操作者準(zhǔn)確地定位膠帶的粘貼位置。
[0025]所述定位檔子可以為“L”型結(jié)構(gòu)。
[0026]本發(fā)明根據(jù)需要加工部件的硬表面的尺寸，科學(xué)設(shè)計不同規(guī)格大小的定位槽板，定位槽板上設(shè)置與要粘貼的硬質(zhì)合金條尺寸相適配的槽孔，槽孔的形狀不為方形，使得槽孔與槽孔之間的部分為曲線形狀；工作時，將硬質(zhì)合金條置于定位槽板上，一槽孔對應(yīng)一硬質(zhì)合金條，掃除多余的硬質(zhì)合金條后，在所有硬質(zhì)合金條構(gòu)成的表面粘貼膠帶，就可以一次性制作好整塊加工硬表面所需要的硬質(zhì)合金條粘板，粘板上，硬質(zhì)合金條與硬質(zhì)合金條之間的間隙為曲線形狀。本發(fā)明大幅度提高硬質(zhì)合金條粘結(jié)速度，大大提高了粘結(jié)效率，省時省力，降低了成本，而且定位槽板的使用也改善了人工操作時粘結(jié)角度不一、粘結(jié)間隔不均勻等情況，提高了粘結(jié)精準(zhǔn)度，保障和提高制品硬表面的耐磨性，且硬質(zhì)合金條與硬質(zhì)合金條之間的間隙，即焊縫的形狀為曲線形狀，焊縫不為直線，以線性的方式對TC軸承或扶正器表面進(jìn)行沖刷的泥漿和鉆井液沖刷到不為曲線的焊縫上后，因焊縫不為直線，泥漿和鉆井液沖蝕的大部分力將分解到硬質(zhì)合金塊上面，由于硬質(zhì)合金塊硬度高，致密性好，極耐沖蝕和磨損，這樣也就提高了 TC軸承或扶正器的耐磨性。
[0027]本發(fā)明可以很好地應(yīng)用于螺桿鉆具的扶正器或TC軸承的硬面加工方面。應(yīng)用本發(fā)明時，首先準(zhǔn)備定位槽板，將硬質(zhì)合金條放在定位槽板上，按要求將硬質(zhì)合金條擺放好在定位槽板上，并將多余的硬質(zhì)合金條從定位槽板上落下；用膠帶粘結(jié)硬質(zhì)合金條，使硬質(zhì)合金條與膠帶粘結(jié)牢固；將膠帶擺放經(jīng)點焊或貼放在扶正器的耐磨帶上或TC軸承的鋼表面，經(jīng)噴焊、堆焊、磨削加工成品。
[0028]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明首先創(chuàng)造性地設(shè)計所述硬質(zhì)合金條的形狀不為方形，使得硬質(zhì)合金條與硬質(zhì)合金條之間的縫隙為曲線形狀，即焊縫為不規(guī)則的曲線形狀。在TC軸承鉆井過程中，泥漿和鉆井液是以線性的方式對TC軸承表面進(jìn)行沖蝕和沖刷，由于釬焊料是鎳銅鋅錳，硬度很低，壓力很高的泥漿和鉆井液對釬焊料的沖蝕很嚴(yán)重。本發(fā)明改變了硬質(zhì)合金條之間的縫隙形狀，直線面改為曲線面，將泥漿和鉆井液沖蝕的大部分力分解及解壓到硬質(zhì)合金條方面，由于硬質(zhì)合金條硬度高，致密性好，極耐沖蝕和磨損，這樣也就提高了 TC軸承的耐磨性。
[0029]本發(fā)明同時科學(xué)地設(shè)計了一種可實現(xiàn)螺桿鉆具硬表面快速加工方法的裝置，本發(fā)明根據(jù)需要加工部件的硬表面的尺寸，科學(xué)設(shè)計不同規(guī)格大小的定位槽板，所述定位槽板上的槽孔不為方形，使得所形成的硬質(zhì)合金條粘板上的硬質(zhì)合金條和硬質(zhì)合金條之間形成的焊縫為曲線形狀，定位槽板加工尺寸精確，速度快，操作方便，定位槽板上設(shè)置與要粘貼的硬質(zhì)合金條尺寸相適配的槽孔，工作時，將硬質(zhì)合金條置于定位槽板上，一槽孔對應(yīng)一硬質(zhì)合金條，掃除多余的硬質(zhì)合金條后，所有的硬質(zhì)合金條在定位槽板上排放整齊。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例1所述定位槽板的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。