低溫電鍍鎳錳胎體人造金剛石鉆頭成果摘要

低溫電鍍鎳錳胎體人造金剛石鉆頭的研究試驗(yàn)工作是在低溫電鍍鎳鈷胎體人造金剛1977年已鑒定）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，先后在四個(gè)隊(duì)進(jìn)行了十六個(gè)鉆頭鉆進(jìn)與鎳鈷胎體鉆頭鉆進(jìn)比較，對(duì)于中硬和堅(jiān)硬摩擦性較大和較小的地層都能力。17個(gè)鉆頭總進(jìn)尺1595．54m，平均壽命為93.84m，平均時(shí)效2．頭最高壽命588．85m。該鉆頭胎體硬度為HRC45，鎳錳合金中鎳占99.75％，錳占0.25％。iSO4·7H20-250g/l；MnSO4·H2O-6.5g/l；H2BO3－30g/l；NaCl-15g/l除具有一般電鍍鉆頭優(yōu)點(diǎn)外，還有電鍍工藝和鍍液配方簡(jiǎn)單、胎體有較磨性、強(qiáng)度較高不易變形等特點(diǎn)。鉆頭的主要技術(shù)規(guī)格：外徑（.5-56.8；鍍層厚度（mm）：內(nèi)側(cè)1，0.75；外側(cè)：0.75；底唇：3－6；金剛（克拉）：16－25，34－36（繩索取心）粒度（目）：46－80；金剛石側(cè)：4－6；外側(cè)：4；底唇：15－19；水口數(shù)：8－12。

金剛石鉆頭熱壓工藝是個(gè)有液相粘結(jié)金屬參預(yù)的燒結(jié)過(guò)程。根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大量研究資料可以看出，胎體中的粘結(jié)金屬成分是影響胎體物理機(jī)械性質(zhì)的極為重要的因素。所以，研制新型粘結(jié)金屬、提高粘結(jié)強(qiáng)度和改善胎體性能是發(fā)展金剛石鉆進(jìn)所必須解決的問(wèn)題 。

各種胎體配方的燒結(jié)溫度與粘結(jié)金屬中高熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)相差較大。這些高熔點(diǎn)金屬，在880-1020℃的燒結(jié)溫度一下：有部分固相顆粒，在被液相金屬浸潤(rùn)的過(guò)程中，有溶解在液相金屬中的可能，但數(shù)量極少。而大部分高熔點(diǎn)金屬仍處于固體狀態(tài)。這些未參加合金化作用的固體質(zhì)點(diǎn)如同氧化物一樣，對(duì)胎體性能和對(duì)金剛石的粘結(jié)性都起著一定的削弱作用。

由于配料在機(jī)械混合中不可能混合得十分均勻，鉆頭胎體的各部位之間的金屬含量也必然不很均勻。不僅外形不規(guī)則、大小不均的網(wǎng)狀大白塊W₂C和小白塊狀的Wc、未熔金屬顆粒等分布很不均勻，而且黑色的粘結(jié)金屬所形成的共晶合金絮狀物，也明顯的分布不均。胎體成分的分布不均又必然造成胎體的各部位物理機(jī)械性能上的差別。這也同樣是影響鉆頭質(zhì)量、降低鉆頭壽命的重要因 。