一種螺桿鉆徑向軸承的制作方法
【專利摘要】一種螺桿鉆用軸承，包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套外表面以及外套的內(nèi)表面均粘附有一層耐磨層，所述耐磨層是在鋼體本體上按一定規(guī)則排列有硬質(zhì)合金塊，硬質(zhì)合金之間的縫隙由碳化鎢粉與粘結(jié)合金在高溫爐中釬焊而成，上述硬質(zhì)合金塊為WC-Co梯度硬質(zhì)合金，粘結(jié)合金包括的成分以及重量百分比為Ni17-18％，Zn7-8％，Mn23-25％，余量與銅，且雜質(zhì)總量不大于0.4％，該軸承的耐磨層具有強度高、耐磨時間久、不易脫落等特點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軸承，尤其涉及油氣開發(fā)鉆井使用的螺桿鉆具的徑向軸承。 一種螺桿鉆徑向軸承

【背景技術(shù)】
[0002] 螺桿鉆具中的徑向軸承是影響螺桿鉆使用壽命的關(guān)鍵部件，其工作環(huán)境為井下高 溫泥漿，因此要求軸承具有較高的尺寸精度和良好的耐磨性以及抗沖擊性能。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的徑向軸承普遍存在硬質(zhì)合金模塊硬度低，硬質(zhì)合金模塊容易脫落以 及耐磨損性能差等缺點。
[0004] 中國專利CN20291028U涉及一種螺桿鉆具用軸承，其采用涂層替代現(xiàn)有技術(shù)中的 硬質(zhì)合金模塊，雖然其簡化了耐磨層的制備過程，但是其涂層仍存在耐磨性較差，容易脫落 等缺點。
[0005] 中國專利CN201915833U涉及一種螺桿鉆具用軸承，其在徑向軸承的外套內(nèi)表面 以及內(nèi)套外表面均附有耐磨層，但是其存在制備工藝復雜，成本較高等缺點。
[0006] 中國專利CN202646358U涉及一種螺桿鉆具用軸承，其在軸承內(nèi)套外表面附有耐 磨層，但是其存在硬質(zhì)合金強度不夠，易磨損、制作過程復雜等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明提供一種螺桿鉆徑向軸承，該軸承 能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，其耐磨層強度高，不易脫落，使用壽命長等特點。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種螺桿鉆用軸承，包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套外表面以及外套的內(nèi)表面均粘附有一 層耐磨層，所述耐磨層是在鋼體本體上按一定規(guī)則排列有硬質(zhì)合金塊，硬質(zhì)合金塊之間的 縫隙由炭化鎢粉與粘結(jié)合金在高溫爐中釬焊而成，上述硬質(zhì)合金塊為WC-Co梯度硬質(zhì)合 金，粘結(jié)合金包括的成分以及重量百分比為Nil7-18%，Zn7-8%，Mn23-25%，余量為銅，且 雜質(zhì)總量不大于〇. 4%，上述WC-Co梯度硬質(zhì)合金的制備方法為，將WC粉、Co粉混料，原料 中Co粉的含量為3-9wt%，混合料加入聚乙二醇和適量酒精，通過濕磨、噴霧干燥、制粒后 采用單向模壓的方法壓制成合適的樣坯，將樣坯埋入炭黑中，在燒結(jié)爐和氫氣中滲碳煅燒， 煅燒溫度為1400-1500°C，煅燒時間為80-90min，得到WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。
[0010] 所述粘結(jié)合金優(yōu)選的組成為：Nil7. 5%，Zn7. 5%，Mn24%，余量為銅，且雜質(zhì)總量 不大于0. 4%。優(yōu)選的煅燒溫度為1450°C，煅燒時間為85min。
[0011] 上述軸承內(nèi)套的生產(chǎn)方法為：
[0012] 所述軸承的內(nèi)套制備過程如下：
[0013] 1)生產(chǎn)硬質(zhì)合金塊；
[0014] 2)制作內(nèi)套鋼體本體，并制作釬焊時配合使用的襯套；
[0015] 3)按一定規(guī)則在內(nèi)套鋼體本體表面粘結(jié)WC-Co梯度硬質(zhì)合金塊，硬質(zhì)合金塊之間 設有縫隙，然后將鋼體本體放入相適合的襯套內(nèi)；
[0016] 4)在WC-Co梯度硬質(zhì)合金塊之間的縫隙填充碳化鎢粉；
[0017] 5)加入粘結(jié)合金，粘結(jié)合金包括的成分以及重量百分比為Nil7-18%，Zn7-8%， Mn23-25%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4% ;
[0018] 6)燒結(jié)的步驟，燒結(jié)溫度為1500-1550°c，保溫3-4h后出爐；
[0019] 7)冷卻；
[0020] 8)機加工；
[0021] 9)采用與上述步驟相同的制備過程，制備軸承外套。
[0022] 技術(shù)效果
[0023] 本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：
[0024] 1、本發(fā)明制備得到的WC-Co梯度合金硬度更高，耐磨性格更好。
[0025] 2、本發(fā)明的硬質(zhì)合金體WC、Co均勻連續(xù)梯度分布，較其他方法具有更加優(yōu)異的性 能。
[0026] 3、本發(fā)明優(yōu)化了釬焊時的燒結(jié)溫度，使得硬質(zhì)合金與鋼體本體的結(jié)合更加牢固， 不易脫落。
[0027] 4、本發(fā)明針對WC-Co梯度合金，調(diào)整了粘結(jié)合金的成分，使得硬質(zhì)合金與鋼體本 體的結(jié)合更加牢固，不易脫落。
[0028] 5、本發(fā)明軸承內(nèi)外套均附有耐磨層，使得軸承更加堅固耐用。
[0029] 6、本發(fā)明優(yōu)化了滲碳燒結(jié)時的燒結(jié)溫度以及燒結(jié)時間，使得硬質(zhì)合金強度更高。
[0030] 7、本發(fā)明優(yōu)化了在鋼體本體上粘附耐磨層的制備過程，減少生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明軸承內(nèi)套剖視圖。
[0032] 附圖標記：圖1中1為鋼體本體，2為硬質(zhì)合金塊，3為填充物（碳化鎢與粘結(jié)合 金），軸承外套與上述軸承內(nèi)套相配合使用，不同之處在于外套內(nèi)部粘附有耐磨層，其耐磨 層結(jié)構(gòu)與內(nèi)套的外耐磨層結(jié)構(gòu)類似，本發(fā)明不再圖示。

【具體實施方式】
[0033] 實施例1 :硬質(zhì)合金塊的生產(chǎn)，將WC粉、Co粉按97wt % WC粉，3wt % Co粉混料，混 合料加入聚乙二醇和適量酒精，通過濕磨、噴霧干燥、制粒后采用單向模壓的方法壓制成合 適的樣坯，將樣坯埋入炭黑中，在燒結(jié)爐和氫氣中滲碳煅燒，煅燒溫度為1400°C，煅燒時間 為90min，得到WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。上述合金斷面顯微組織掃描電鏡照片顯示Co成 分呈連續(xù)梯度分布。
[0034] 實施例2 :硬質(zhì)合金塊的生產(chǎn)，將WC粉、Co粉按9 lwt % WC粉，9wt % Co粉混料，混 合料加入聚乙二醇和適量酒精，通過濕磨、噴霧干燥、制粒后采用單向模壓的方法壓制成合 適的樣坯，將樣坯在燒結(jié)爐和氫氣中預煅燒，將樣坯埋入炭黑中，在燒結(jié)爐和氫氣中滲碳煅 燒，煅燒溫度為1500°C，煅燒時間為80min，得到WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。上述合金斷面 顯微組織掃描電鏡照片顯示Co成分呈連續(xù)梯度分布。
[0035] 實施例3
[0036] 硬質(zhì)合金塊的生產(chǎn)，將WC粉、Co粉按95wt% WC粉，5wt% Co粉混料，混合料加入聚 乙二醇和適量酒精，通過濕磨、噴霧干燥、制粒后采用單向模壓的方法壓制成合適的樣坯， 將樣坯埋入炭黑中，在燒結(jié)爐和氫氣中滲碳煅燒，煅燒溫度為1450°C，煅燒時間為85min， 得到WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。上述合金斷面顯微組織掃描電鏡照片顯示Co成分呈連續(xù) 梯度分布。
[0037] 實施例4 :
[0038] 采用實施例1制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑向軸承內(nèi)套，制作所述鋼體本體1，在鋼 體本體1外表面粘結(jié)硬質(zhì)合金塊2,硬質(zhì)合金塊之間設有縫隙，然后將鋼體本體放入相適合 的襯套內(nèi)，在硬質(zhì)合金塊2之間的縫隙填充碳化鎢粉，加入粘結(jié)合金，所述粘結(jié)合金的組成 為Ni 17%，Zn7%，Mn23%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4%，將上述物質(zhì)燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為1500°C,保溫4h后出爐,冷卻后機加工，采用實施例1制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑向軸承 外套。
[0039] 實施例5 :
[0040] 采用實施例2制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑向軸承內(nèi)套，制作所述鋼體本體1，在鋼 體本體1外表面粘結(jié)硬質(zhì)合金塊2,硬質(zhì)合金塊之間設有縫隙，然后將鋼體本體放入相適合 的襯套內(nèi)，在硬質(zhì)合金塊2之間的縫隙填充碳化鎢粉，加入粘結(jié)合金，所述粘結(jié)合金的組成 為Nil8%，Zn8%，Mn25%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4%，將上述物質(zhì)燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為1550°C，保溫3h后出爐，冷卻后機加工，采用實施例2制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑向軸承 外套。
[0041] 實施例6:
[0042] 采用實施例3制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑向軸承內(nèi)套，制作所述鋼體本體1，在鋼 體本體1外表面粘結(jié)硬質(zhì)合金塊2,硬質(zhì)合金塊之間設有縫隙，然后將鋼體本體放入相適合 的襯套內(nèi)，在硬質(zhì)合金塊2之間的縫隙填充碳化鎢粉，加入粘結(jié)合金，所述粘結(jié)合金的組成 為Nil7. 5%，Zn7. 5%，Mn24%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4%，將上述物質(zhì)燒結(jié)，燒結(jié) 溫度為1540°C，保溫3. 5h后出爐，冷卻后機加工，采用實施例3制備得到硬質(zhì)合金塊制作徑 向軸承外套。
[0043] 表1 :性能測試表
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種螺桿鉆用軸承，包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套外表面以及外套的內(nèi)表面均粘附有一層 耐磨層，所述耐磨層是在鋼體本體上按一定規(guī)則排列有硬質(zhì)合金塊，硬質(zhì)合金塊之間的縫 隙由碳化鎢粉與粘結(jié)合金在高溫爐中釬焊而成，上述硬質(zhì)合金塊為WC-CO梯度硬質(zhì)合金， 粘結(jié)合金包括的成分以及重量百分比為Ni 17-18 %，Zn7-8 %，Mn23-25 %，余量為銅，且雜質(zhì) 總量不大于〇. 4%，上述WC-Co梯度硬質(zhì)合金的制備方法為，將WC粉、Co粉混料，原料中Co 粉的含量為3-9wt%，混合料加入聚乙二醇和適量酒精，通過濕磨、噴霧干燥、制粒后采用單 向模壓的方法壓制成合適的樣坯，將樣坯埋入炭黑中，在燒結(jié)爐和氫氣中滲碳煅燒，煅燒溫 度為1400-1500°C，煅燒時間為80-90min，得到WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。
2. 如權(quán)利要求1所述的螺桿鉆用軸承，所述粘結(jié)合金優(yōu)選的組成為：Nil7. 5%， Zn7. 5%，Mn24%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4%。
3. 如權(quán)利要求1所述的螺桿鉆用軸承，優(yōu)選的煅燒溫度為1450°C，煅燒時間為85min。
4. 權(quán)利要求1所述螺桿鉆用軸承的制備方法： 所述軸承的內(nèi)套制備過程如下， 1) 生產(chǎn)硬質(zhì)合金塊； 2) 制作內(nèi)套鋼體本體，并制作釬焊時配合使用的襯套； 3) 按一定規(guī)則在內(nèi)套鋼體本體表面粘結(jié)WC-Co梯度硬質(zhì)合金塊，硬質(zhì)合金塊之間設有 縫隙，然后將鋼體本體放入相適合的襯套內(nèi)； 4) 在WC-Co梯度硬質(zhì)合金塊之間的縫隙填充碳化鎢粉； 5) 加入粘結(jié)合金，粘結(jié)合金包括的成分以及重量百分比為Nil7-18%，Zn7-8%， Mn23-25%，余量為銅，且雜質(zhì)總量不大于0. 4% ; 6) 燒結(jié)的步驟，燒結(jié)溫度為1500-1550°C，保溫3-4h后出爐； 7) 冷卻； 8) 機加工； 9) 采用與上述步驟相同的制備過程，制備軸承外套。
【文檔編號】F16C17/12GK104088897SQ201410295385
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】郭健, 郭小芳, 郭乃林 申請人:江蘇長城石油裝備制造有限公司