加強(qiáng)型球齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井牙輪鉆頭上的合金齒，特別涉及到一種加強(qiáng)型球齒。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，牙輪鉆頭上的錐球齒主要用于鉆鑿較硬地層。為了破碎較硬的地層，需要施加較大的鉆壓，因此作用在錐球齒上的工作載荷也較大。牙輪鉆頭在井下工作時(shí)，合金齒變角度吃入地層，從合金齒開始接觸地層到合金齒離開地層過程中，合金齒的吃入角是在不斷變化的。由于錐球齒的齒冠是由錐臺(tái)加上球冠齒頂構(gòu)成，它們的中心線為一條直線并與齒柱的中心線重合。因此，現(xiàn)有錐球齒破碎地層的過程中，不能垂直吃入地層，再加上工作載荷偏大，不僅破巖效率較低，而且易使合金齒損壞。
[0003]在申請(qǐng)?zhí)枮?00920227906.1，名稱為偏頂球齒的中國專利中，雖然公開了一種能夠使得球齒在鉆地質(zhì)層時(shí)以小角度下攻，但是由于其彎曲的齒冠，使得其在工作中外凸的背部弧面非常容易受到過大的彎曲應(yīng)力而斷裂。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種加強(qiáng)型球齒，通過這種加強(qiáng)型球齒，使得其在工作時(shí)，球齒能比一般圓錐形球齒更小的角度鉆地從而保證其鉆地效率的同時(shí)，又能滿足其工作強(qiáng)度，從而保證有效的工作壽命。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:一種加強(qiáng)型球齒，包括有齒柱及齒冠兩部分，所述的齒冠包括冠基和球面齒頂，齒冠一側(cè)為光滑的外弧面，所述外弧面過渡到球面齒頂，而在光滑外弧面對(duì)側(cè)為內(nèi)凹弧面，冠基由從齒柱向球面齒頂過渡的錐形弧面構(gòu)成，所述外弧面由外向內(nèi)分別設(shè)有金剛石層和三次回火馬氏體層。
[0006]優(yōu)選的，所述齒柱為含鎢的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金成型。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述金剛石層的厚度為0.5-lmm，三次回火馬氏體層的厚度為2-3mm。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述的內(nèi)凹弧面由外向內(nèi)設(shè)置有高分子耐磨陶瓷層和所述三次回火馬氏體層。
[0009]優(yōu)選的，所述耐磨層的厚度為100_200um。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:與普通球齒相比，在嚙合面(內(nèi)凹弧面)通過高分子耐磨陶瓷層過渡，同時(shí)，在受切削力最大的端面位置利用金剛石外層，可在相同保徑接觸面積的前提下，保證齒面的受力均勻，且這種偏頂?shù)那螨X，在彎曲的外凸弧面將受到較強(qiáng)的彎曲應(yīng)力，通過三次回火馬氏體的內(nèi)層保證了其韌性，用以延長球齒的使用壽命。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型加強(qiáng)型球齒實(shí)施例的透視圖。
[0012]圖中，1、齒柱；2、齒冠；21、金剛石層；22、三次回火馬氏體層；23、高分子耐磨陶瓷層O
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照附圖1，對(duì)本實(shí)用新型加強(qiáng)型球齒的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0014]本實(shí)施例包括有齒柱I及齒冠2兩部分，所述的齒冠2包括冠基和球面齒頂，齒冠2 —側(cè)為光滑的外弧面，所述外弧面過渡到球面齒頂，而在光滑外弧面對(duì)側(cè)為內(nèi)凹弧面，冠基由從齒柱I向球面齒頂過渡的錐形弧面構(gòu)成，所述外弧面由外向內(nèi)分別設(shè)有金剛石層21和三次回火馬氏體層22，所述球面齒頂?shù)耐鈱釉O(shè)為金剛石層21，所述金剛石層的厚度為0.5-lmm，三次回火馬氏體層的厚度為2_3mm，所述的內(nèi)凹弧面由外向內(nèi)設(shè)置有高分子耐磨陶瓷層23和三次回火馬氏體層22。
[0015]三次回火馬氏體:第一階段，80_200°C馬氏體分解，當(dāng)鋼加熱到約80°C時(shí)，其內(nèi)部原子活動(dòng)能力有所增加，馬氏體中的過飽和碳開始逐步以碳化物的形式析出，馬氏體中碳的過飽和程度不斷降低，同時(shí)，晶格畸變程度也減弱，內(nèi)應(yīng)力有所降低，這種出過飽和程度較低的馬氏體和極細(xì)的碳化物所組成的組織，稱為回火馬氏體；第二階段，200-300°C殘余奧氏體分解，當(dāng)鋼加熱溫度超過200°C時(shí)，馬氏體繼續(xù)分解，同時(shí)，殘余奧氏體也開始分解，轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w或回火馬氏體，到300°C時(shí)，殘余奧氏體的分解基本結(jié)束；第三階段，300-400°C滲碳體的形成，鋼在回火的這一階段，從過飽和固溶體中析出的碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀的滲碳體(Fe3C)，當(dāng)溫度達(dá)到400°C時(shí)，α固溶體中過飽和的碳已基本完全析出，α -Fe晶格恢復(fù)正常，由過飽和固溶體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體，鋼的內(nèi)應(yīng)力基本清除。
[0016]更具上述結(jié)構(gòu)和附圖，通過齒冠2和齒柱I設(shè)置為偏心，使得其在鉆入硬質(zhì)地表的時(shí)候，吃入角減小，更加容易鉆入地表，提高切肩效率；通過在球面齒頂和外弧面的外層設(shè)置金剛石層21，由于金剛石層21的本身堅(jiān)硬特性，使得在鉆地面時(shí)，更加容易；通過設(shè)置在內(nèi)層的三次回火馬氏體層22，使得球齒在承受較大撞擊力時(shí)，能夠很好的承受其受到的彎曲應(yīng)力，不容易損壞，大大提高了使用壽命；進(jìn)一步的，通過設(shè)置在內(nèi)凹弧面的高分子耐磨陶瓷層23，使得在地質(zhì)鉆井的作業(yè)中，內(nèi)凹弧面受到粘合時(shí)，其更加耐磨，進(jìn)一步的提高了使用效果和壽命。
[0017]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加強(qiáng)型球齒，包括有齒柱及齒冠，所述的齒冠包括冠基和球面齒頂，齒冠一側(cè)為光滑的外弧面，所述外弧面過渡到球面齒頂，而在光滑的外弧面對(duì)側(cè)為內(nèi)凹弧面，冠基由從齒柱向球面齒頂過渡的錐形弧面構(gòu)成，其特征在于，所述外弧面由外向內(nèi)分別設(shè)有金剛石層和三次回火馬氏體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型球齒，其特征在于，所述金剛石層的厚度為0.5-1_，三次回火馬氏體層的厚度為2-3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加強(qiáng)型球齒，其特征在于，所述的內(nèi)凹弧面由外向內(nèi)設(shè)置有高分子耐磨陶瓷層和所述三次回火馬氏體層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加強(qiáng)型球齒，包括有齒柱及齒冠兩部分，所述的齒冠包括冠基和球面齒頂，齒冠一側(cè)為光滑的外弧面，所述外弧面過渡到球面齒頂，而在光滑外弧面對(duì)側(cè)為內(nèi)凹弧面，冠基由從齒柱向球面齒頂過渡的錐形弧面構(gòu)成，所述外弧面由外向內(nèi)分別設(shè)有金剛石層和三次回火馬氏體層，可知，在受切削力最大的端面位置利用金剛石外層，可在相同保徑接觸面積的前提下，保證齒面的受力均勻，且這種偏頂?shù)那螨X，在彎曲的外凸弧面將受到較強(qiáng)的彎曲應(yīng)力，通過三次回火馬氏體的內(nèi)層保證了其韌性，用以延長球齒的使用壽命。
【IPC分類】E21B10-50
【公開號(hào)】CN204492666
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520032050
【發(fā)明人】仇周鵬, 仇勝, 王曉勝
【申請(qǐng)人】樂清市南方硬質(zhì)合金有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日