新型3D打印栅格状孕镶金刚石钻头胎体材料研究

张绍和，苏 舟，刘磊磊，吴晶晶，曲飞龙

为了提高坚硬岩层的钻进效率，将孕镶金刚石钻头的胎体结构设计为栅格状，并对其基本参数进行了理论分析。采用粉末冶金法制备Inconel 718和CoCrMo合金试样，通过分析烧结温度对2种胎体试样的硬度、耐磨性和抗弯强度的影响，确定了2种材料的最优烧结参数并对其在最佳烧结温度下力学性能与传统的WC基复合材料的力学性能进行对比分析。

研究结果表明：当烧结温度为1 050 ℃时，Inconel 718和CoCrMo合金具有最佳的力学性能；同时，CoCrMo合金具有与WC基胎体相似的力学性能，更适合作为栅格状孕镶金刚石钻头的胎体材料。

3D打印工作层试验和岩石切削试验证实了CoCrMo合金作为胎体材料的可行性，并对适用于不同强度坚硬岩层的3D打印栅格片进行了总结。

1-外侧栅格片；2-内侧栅格片；3-中部栅格片；4-水口水槽；5-钢体；6-胎体；7-栅格片间隙

栅格状孕镶金刚石钻头的胎体结构参数可参考表1。金刚石粒度可参考表2，浓度设计为2%～4%。针对不同硬岩的栅格片推荐可参考表9。

表1 栅格状孕镶金刚石钻头胎体结构参数

表2 栅格状金刚石钻头金刚石粒度推荐表

表9 针对不同硬岩的栅格片推荐表

原文发表于：

InternationalJournalofRefractoryMetals&HardMaterials

引用格式：

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

阅读译文全文：

www.jgszz.cn/qikan/263.html