NO910036L - Grunnmasselegeme og fremstilling av slikt - Google Patents
Grunnmasselegeme og fremstilling av slikt Download PDFInfo
- Publication number
- NO910036L NO910036L NO91910036A NO910036A NO910036L NO 910036 L NO910036 L NO 910036L NO 91910036 A NO91910036 A NO 91910036A NO 910036 A NO910036 A NO 910036A NO 910036 L NO910036 L NO 910036L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- infiltration
- alloy
- mass body
- base mass
- body according
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 100
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 100
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 80
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 54
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 29
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 23
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 20
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 borides Chemical class 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N [Cu].[P] Chemical compound [Cu].[P] RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SWRLHCAIEJHDDS-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Cu].[Zn] Chemical compound [Mn].[Cu].[Zn] SWRLHCAIEJHDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0475—Impregnated alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en legering som er anvendelig som en infiltreringslegering for å binde diamantskjæreelementer til en bærekropp. Mer spesielt angår oppfinnelsen en kobber-mangan-sink-legering med lavt smeltepunkt som er anvendelig som en infiltreringslegering for å binde diamant eller andre ekstremt harde skjæreelementer til en bærekropp, såsom en borkronekropp. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for å fremstille en sammenhengende bærekropp ved å infiltrere en pulverformig grunnmasse med den nye lavtsmeltende kobber-mangan-sink-legering.
Oppfinnelsen er spesielt nyttig ved fremstilling av roterende borkroner av den type som omfatter en kronekropp med en ytre flate på hvilken det er festet et flertall av skjæreelementer for å skjære eller slipe steinformasjoner, og en indre åpning for å tilføre borevæske til én eller flere dyser på den ytre flate av kronen. Dysene er plassert slik på flaten av borkronen at borevæsken som kommer ut av dysene strømmer forbi skjæreelementene under boring, slik at disse blir kjølt og renset. Skjæreelementene er fortrinnsvis forhåndsformet og har ekstremt hard skjæreflate bestående av polykrystallinsk diamant eller andre ekstremt harde materialer.
Med uttrykket "ekstremt hard" menes diamant og kubiske bornitridmaterialer. Dette vil være klart for en fagmann på området. Av bekvemmelighetshensyn brukes "diamant" og "ekstremt hard" om hverandre. Med begge uttrykk menes dia-mantmaterialer (enkeltkrystaller og polykrystallinsk) fremstilt ved høyt eller lavt trykk (metastabil vekst), såvel som kubisk bornitridmaterialer.
Borkroneunderparter for boring i stein lages vanligvis etter én av følgende to metoder. En metode består i å forme en stålkrone ved å maskinere et stort stålstykke til ønsket form, bore hull i kronekroppen for å feste de diamantinneholdende skjæreelementer, og deretter presse skjæreelementene på plass. Diamantskjærene holdes på plass mekanisk ved den innbyrdes tilpassede form av skjær og hull når kronene fremstilles på denne måte. Alternativt kan skjærene slagloddes fast til stålkronen.
En annen vanlig måte å lage borkroneunderparter på består i å forme borkronen ved en pulvermetallurgisk fremgangsmåte. US patentskrifter nr. 3.757.878 og 4.780.274 gir begge eksempler på bruk av pulvermetallurgi for å fremstille borkronehoder. Ved denne fremgangsmåte formes en grafittblokk maskinelt til en støpeform. Et slitesterkt grunnmassepulver, f.eks. laget av wolframkarbidkorn, plasseres i støpeformen, og et stålemne føres inn i formen oppå grunnmassepulveret. Deretter innføres en infiltreringslegering i støpeformen. Ved oppvarming smelter infiltreringslegeringen pg penetrerer inn i grunnmassepulveret og fyller mellomrommet mellom partiklene. Ved avkjøling størkner infiltreringslegeringen og binder grunnmassepulveret sammen til en koherent masse. Infiltreringslegeringen binder også denne koherente masse til stålemnet under dannelse av borkronekroppen. En gjenget for-bindelse sveies så til enden av stålemnet slik at kronen kan festes til en borestreng. Nødvendig ovnstemperatur for å ut-føre denne fremgangsmåten med konvensjonelle kobberbaserte infiltreringslegeringer er fra ca. 1065°C til 1200°C.
De diamantinneholdende skjæreelementer festes til det således fremstilte borkronehode på en av to måter. Hvis de diamantinneholdende skjær er i stand til å motstå infiltreringstemperaturen uten å bli vesentlig nedbrudt, plasseres de i støpeformen før grunnmassepulveret blir til-ført, og blir bundet til bærekroppen som et resultat av infiltreringsprosessen. De diamantinneholdende skjær blir derved en integrert del av borkronekroppen. Hvis imidlertid de diamantinneholdende skjær ikke kan motstå infiltreringstemperaturen uten å bli vesentlig nedbrudt, festes skjærene til kronekroppen, vanligvis ved slaglodding, etter at den infiltrerte borkronen er fjernet fra støpeformen.
Å slaglodde de diamantinneholdende skjær fast til legemet av borkronen er mindre fordelaktig enn å binde skjærene direkte til bærekroppen under infiltreringsprosessen. Slagloddingen innebærer et ekstra trinn i fremstillingsproses-sen og er forbundet med særskilte problemer. Det vil derfor åpenbart være fordelaktig å kunne utelate slagloddingstrinnet ved fremstilling av borkronehoder. Mange av de diamantinneholdende skjæreelementer som er kommersielt tilgjengelige, kan imidlertid ikke motstå de nødvendige infiltreringstemperaturer
ved tradisjonelle kobberbaserte infiltreringslegeringer. F.eks. er vanlige polykrystallinske diamantemner termisk stabile bare opp til temperaturer rundt 700-750°C og må derfor slagloddes til kronekroppen etter at den er blitt infiltrert. Nyere polykrystallinske diamantemner, f.eks. "Geoset"-emner tilgjengelig fra General Electric og "Syndax 3"-emner tilgjengelig fra DeBeers, er nominelt termisk stabile opp til vanlige infiltreringstemperaturer på ca. 1150°C. Ved virkelig bruk begynner imidlertid de termisk stabile polykrystallinske diamantskjæreelementer, "Geoset", å brytes ned ved temperaturer så lave som 1000°C. Mer nylig har DeBeers utviklet et polykrystallinsk diamantemne med betegnelsen "STSR Syndrill", som er termisk stabilt opp til nesten 1000°C.
Som en følge av det ovenstående har fagfolk på området satset mye på å få frem nye infiltreringslegeringer med vesentlig lavere infiltreringstemperaturer enn de vanlig kjente kobberbaserte legeringene. US patentskrift nr. 4.669.522 beskriver en i hovedsak to-elements kobber-fosfor-legering med eutektisk eller nær eutektisk sammensetning som en infiltreringslegering. Infiltreringstemperaturen for denne legering er funnnet ikke å være høyere enn 850°C, og fortrinnsvis ikke høyere enn 750°C. Det er imidlertid grunn til å tro at det er visse metallurgiske problemer forbundet med å benytte denne kobber-fosforinfiltreringslegering, og den er ikke blitt noen stor kommersiell suksess.
En fordel ved oppfinnelsen består i at den tilveiebringer en ny infiltreringslegering med en infiltreringstemperatur lavere enn ca. 1000°C.
En annen fordel ved oppfinnelsen består i at den tilveiebringer en ny fremgangsmåte for å fremstille sammenhengende bærekropper ved hjelp av en infiltreringslegering med infiltreringstemperatur lavere enn ca. 1000"C.
Nok en fordel ved oppfinnelsen består i at den tilveiebringer en fremgangsmåte for å fremstille borkronehoder med en kobberbasert infiltreringslegering som har en infiltreringstemperatur lavere enn ca. 1000°C.
Disse og andre fordeler oppnås ved hjelp av oppfinnelsen som tilveiebringer en ny, lavtsmeltende infiltreringslegering som omfatter 5-65 vekt% mangan, opp til 35 vekt% sink, mens resten er kobber. Fortrinnsvis inneholder infiltreringslegeringen 20-30 vekt% mangan, 10-25 vekt% sink, og resten kobber. Mest foretrukket inneholder infiltreringslegeringen 20 vekt% mangan, 20 vekt% sink, mens resten er kobber. En infiltreringslegering med denne sammensetning har et smeltepunkt på ca. 835°C og en infiltreringstemperatur, dvs. en temperatur ved hvilken infiltrering kan utføres, på ca. 950"C. I den kjente teknikk på området beskrives metalle-geringer med i og for seg tilsvarende sammensetning, se f.eks. US patentskrifter nr. 4.003.715, 4.389.074, 3.778.238, 3.775.237, 3.880.678, 3.972.712 etc. Det er imidlertid ikke tidligere blitt beskrevet noen infiltreringslegering med den ovenfor angitte sammensetning.
Oppfinnelsen tilveiebringer også en sammenhengende, integrert bærekropp som omfatter et flertall skjæreelementer forankret i en sementgrunnmasse omfattende et grunnmassemateriale infiltrert med en infiltreringslegering. Infiltreringslegeringen har sammensetning som angitt ovenfor og er kjennetegnet ved en infiltreringstemperatur rundt 1050°C eller lavere, fortrinnsvis ca. 950°C. Skjæreelementene på bærekroppen er laget av ekstremt harde materialer, såsom polykrystallinske diamantma.terialer, som er termisk stabile ved infiltreringstemperaturen. Den sammenhengende bærekroppen formes gjerne som en del av borkronekroppen.
Oppfinnelsen tilveiebringer videre en fremgangsmåte for å fremstille en integrert bærekropp, som går ut på å forme en hul støpeform for støping av i det minste en del av krop-pen, plassere skjæreelementene i støpeformen, fylle i det minste en del av støpeformen med pulverformig grunnmassemateriale, infiltrere grunnmassematerialet med en infiltreringslegering i en ovn for å forme en masse, samt å la massen størkne til en sammenhengende bærekropp, idet legeringen er en kobberbasert legering som inneholder mangan og som er valgt slik at den gir en infiltreringstemperatur som ikke er høyere enn ca. 1050°C. Fortrinnsvis inneholder infiltreringslegeringen også noe sink og har en infiltreringstemperatur på ca. 950°C.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for å fremstille en borkrone kropp som omfatter trinnene å forme en hul støpeform for å støpe i det minste en del av borkronekroppen, plassere skjæreelementene bestående av termisk stabilt, polykrystallinsk diamantmateriale i støpeformen, fylle i det minste en del av støpeformen med pulverformig grunnmassemateriale, infiltrere materialet med en infiltreringslegering i en ovn for å forme en masse, og deretter tillate massen å størkne, idet legeringen omfatter ca. 20 vekt% mangan, ca. 20 vekt% sink og resten kobber, idet legeringen har et smeltepunkt på ca. 835°C og en infiltreringstemperatur på ca. 950°C.
I det følgende beskrives oppfinnelsen nærmere under henvisning til figurene. Fig. 1 viser et skjematisk, vertikalt snitt gjennom en støpeform, og illustrerer fremstilling av en roterende borkrone i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2 viser delvis i snitt en roterende borkrone formet i støpeformen vist i fig. 1.
I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en ny infiltreringslegering som er anvendelig ved fremstilling av en bærekropp. På dens mest generelle form kan den nye infiltreringslegeringen omfatte 5-65 vekt% mangan, 0-35 vekt% sink og resten kobber. Mer foretrukket inneholder infiltreringslegeringen 20-30 vekt% mangan, 10-25 vekt% sink og resten kobber .
Infiltreringslegeringer med. disse sammensetninger har smeltepunkt i området fra 830°C til 980°C, og en infiltreringstemperatur som ikke er høyere enn 1050°C. Infiltreringstemperaturen er generelt høyere enn smeltepunktet for legeringen, for å redusere legeringens viskositet etter at den har smeltet, slik at hastigheten med hvilken den penetrerer inn i det pulverformige grunnmassemateriale skal øke. Infiltreringslegeringen ifølge oppfinnelsen kan også inneholde mindre meng-der av andre legeringselementer, så lenge disse ikkeøker smeltepunktet over 980°C. F.eks. kan infiltreringslegeringer ifølge oppfinnelsen også inneholde 0,1-5 vekt% silisium, 0,1-1 vekt% tinn eller 0,1-1 vekt% bor.
Infiltreringslegeringen ifølge oppfinnelsen kan anvendes til å lage borkronehoder. Fig. 1 viser et apparat og en fremgangsmåte for å anvende den nye infiltreringslegering til å lage et borkronehode. Apparatet omfatter en todelt støpeform 10 laget av grafitt eller annet egnet materiale, såsom sand, brent gips, et keramisk materiale eller et metall dekket med et materiale som er inert overfor infiltreringsbinderen og grunnmassematerialet. Støpeformen 10 har en indre form som tilsvarer den ønskede overflate av kronekroppen eller av en del av denne. Støpeformen 10 omfatter holdere plassert på den indre overflate, hvilke holdere er tilpasset for å motta diamantskjærene 12.
Med den øvre del av støpeformen 10 og støpeformslok-ket 10a fjernet, og med kjernen 14 på plass, tilføres et lag 16 av grunnmassepulver til støpeformen 10 for å dekke de ut-stikkende diamanter 12. Det hele vibreres slik at pulveret kompakteres og fyller alle hulrom. Grunnmassepulveret 16 omfatter fortrinnsvis partikler av wolframkarbid, støpt wolframkarbid eller blandinger derav. Andre harde pulvere såsom kar-bider, borider, nitrider og oksyder eller metallpulvere, såsom jern, kobolt, wolfram, kobber, nikkel og legeringer derav, belagte eller ikke-belagte, kan også benyttes. Eneste begrens-ning med hensyn til grunnmassepulveret er at det ikke må rea-gere med infiltreringslegeringen under infiltreringsprosessen, slik at legeringens smeltepunktøker til over 980°C. Det foretrekkes at grunnmassepulveret inneholder en blanding av partikler med forskjellig størrelse, slik at man får høy tetthet i sammenpakket tilstand og derved god motstand mot sli-tasje/erosjon.
Etter at diamantskjærene 12 og grunnmassepulver 16 er blitt plassert i støpeformen 10 plasseres et stålemne 18 over støpeformen 10bg over pulveret 16. Stålemnet 18 plasseres med mellomrom til overflaten på støpeformen 10, og holdes på plass med en egnet holder (ikke vist). Deretter plasseres den øvre del av støpeformen 10 over emnet 18, og et legeme av infilt-rerende legering plasseres i støpeformen 10 som vist ved 22, over materialet som danner bærekroppen, både inne i og rundt stålemnet 18 og inn i hulrommet 24. Infiltreringslegeringen foreligger vanligvis i form av grove hagl eller på forhånd oppstykkede klumper. Legeringen ifølge oppfinnelsen er en kobberbasert legering som inneholder fra 5 til 65 vekt% mangan, inntil 35 vekt% sink og resten kobber, eller mer foretrukket 20-30 vekt% mangan, 10-25 vekt% sink og resten kobber. Legeringen har en infiltreringstemperatur på 1050°C eller mindre.
Etter at materialet som skal danne bærekroppen og infiltreringslegeringen er blitt pakket inn i støpeformen, blir den sammenstilte støpeformen plassert i en ovn og varmet opp til infiltreringstemperaturen slik at legeringen smelter og infiltrerer materialet som danner bærekroppen, på kjent måte. Infiltreringsprosessen utføres ved en temperatur mindre enn 1050°C, og fortrinnsvis ved 950°C.
Sammenstillingen blir deretter kjølt og fjernet fra støpeformen.. En borkronekropp som den vist på fig. 2 er nå
fremstilt. Borkronekroppen er således sammensatt av stålemnet 18 til hvilket det er bundet et belegg av slipende grunnmasse-partikler 16 som diamantskjæreelementene 12 er innstøpt i. Som forklart ovenfor er det en viktig fordel ved oppfinnelsen at
diamantskjæreelementene 12 støpes inn i borkronekroppen under dannelse av kronekroppen i støpeformen, siden den relativt lave infiltreringstemperatur reduserer den termiske skade på diamantskjæreelementene og tillater bruk av diamantskjær som ville bli ødelagt om de ble utsatt for temperaturer over 1000°C. Det er også mindre risiko for skade som følge av termisk forårsakede spenninger når kronekroppen avkjøles etter dannelse.
Diamantskjæreelementene 12 kan være hvilke som helst av de som vanligvis brukes ved fremstilling av borkronehoder, såsom naturlige eller syntetiske diamantskjær eller typiske bornitridskjær. Oppfinnelsen har imidlertid størst anvendbar-het hår diamantskjæreelementene 12 består av termisk stabile polykrystallinske diamantaggregater, såsom de tidligere om-talte "Geoset", "Syndax 3" eller "STSR Syndrill"-emner. Emnene er tilgjengelige i forskjellige former, f.eks. som sirkulære skiver eller med triangulær form. Emnene omfatter vanligvis et overflatelag dannet av polykrystallinsk diamant eller andre ekstremt harde materialer som er bundet til et underlag, såsom sementert wolframkarbid. Frittstående polykrystallinske aggregater som ikke er bundet til ét underlag, er også anvendbare som diamantskjæreelementer 12. De frittstående aggregater kan som sådanne benyttes som diamantskjæreelementer. Alternativt kan de frittstående aggregater bindes til et underlag eller et støttende materiale in situ under infiltreringsprosessen, ved å plassere et pulverformig eller fast underlagsmateriale i støpeformen i kontakt med diamantskjæreelementene. Diamantfilmer, dvs. diamantmateriale avsatt på et substrat under metastabile betingelser, er også omfattet av oppfinnelsen. Diamantskjæreelementene 12 som plasseres i støpeformen 10 kan således også utgjøre diamantfilmer avsatt på. et substrat. Hvis man fremstiller tilstrekkelig tykke diamantfilmer, f.eks. ca. 0,5 mm tykke, kan diamantfilmene skil-les fra substratet og benyttes alene som diamantskjæreelementene 12.
Uavhengig av den bestemte type av diamantskjæreelementer 12 foretrekkes det at et metallbelegg med en tykkelse på ca. 1-5 um avsettes på de underliggende ekstremt harde partikler. Metallbelegget gjør det lettere for infiltreringslegeringen å fukte de ekstremt harde partikler og fører derved til et sluttprodukt i hvilket diamantskjæreelementene 12 er sikkert innstøpt i den integrerte bærekropp. Teknikker for å påføre metallbelegg på ekstremt harde partikler er vel kjent for fagfolk på området. Et eksempel finnes i US patentskrift nr. 3.757.878, hvor det beskrives en kjemisk dampavsetnings-teknikk som kan benyttes for å avsette et lag av wolfram, molybden, tantal, titan, niob og legeringer av disse på de ekstremt harde partikler. Wolfram utgjør et foretrukket belegg siden det lett lar seg fukte av den nye infiltreringslegering ifølge oppfinnelsen. Det foretrekkes også fordi det bindes kjemisk til de underliggende ekstremt harde partikler under de aktuelle betingelser, og fordi det også fungerer som et be-skyttende lag som reduserer oksydasjon på de ekstremt harde partikler.
Fremgangsmåten for å fremstille en borkronekropp som beskrevet ovenfor, har vist seg å være vellykket ved bruk av polykrystallinske diamantemner av typen "Geoset", et grunnmassepulver som omfatter støpt wolframkarbid, og en infiltreringslegering som omfatter 1) 20 vekt% Mn, 20 vekt% Zn, 0,5 vekt% Si, og resten kobber.
Denne infiltreringslegering hadde et smeltepunkt på ca. 835°C og en infiltreringstemperatur på 950°C. Ved denne temperatur hadde infiltreringslegeringen ifølge oppfinnelsen en in-filtreringshastighet som bare var ubetydelig lavere enn for vanlige infiltreringslegeringer ved 1180°C, mens infiltre-ringshastigheten ved 1000°C var sammenlignbar med den for vanlige infiltreringslegeringer ved 1180°C.
Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte er også blitt vellykket utført med infiltreringslegeringer med følgende sammensetninger : 2) 20 vekt% Mn, 20 vekt% Zn, 0,5 vekt% Sn og resten
Cu,
3) 20 vekt% Mn, 20 vekt% Zn, 0,2 vekt% B og resten
Cu, samt
4) 20 vekt% Mn, 25 vekt% Zn, 0,2 vekt% B og resten
Cu.
Ved utøvelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som angitt ovenfor er det viktig å opprettholde betingelser som ikke gjør det nødvendig med infiltreringstemperaturer over 1050°C. F.eks. bør ikke grunnmassepulveret inneholde metallpulvere som fører til økning av infiltreringstemperaturen over 1050<8>C. Tilsvarende bør flussmidler, som av og til benyttes for å lette inntrengning av infiltreringslegeringen i grunnmassepulveret, ha lavt smeltepunkt, såsom vannfritt Na2B04. Andre anvendbare flussmidler med lavt smeltepunkt er borsyre, boroksyd, fluorider, klorider etc. Flussmiddel behøves ikke når infiltreringen utføres i vakuum eller i en inert atmosære.
Leiren som benyttes i støpeformen for å fortrenge grunnmassematerialet for å danne en kronekropp med spesiell geometri, og limet som påføres overflaten av støpeformen for å holde spesielle krone- eller støpekomponenter på plass, bør være inerte overfor infiltreringslegeringen og bør ikke hindre infiltreringsprosessen. En egnet leire omfatter en blanding aluminapulver, polyetylenvoks (dråpepunkt = 92°C) og borsyre. Andre grunnmassefortrengende materialer inneholder sand, grafitt, modelleire og brent gips. Andre støpbare keramiske materialer kan også benyttes. De mest egnede limstoffer som er testet til nå er Testors nr. 3501, et sement som er vanlig brukt for å lage plastmodeller, eller en polyetylenvoks med dråpepunkt over 100°C.
Fremgangsmåten beskrevet ovenfor for å lage borkroner for stein med diamantskjær innebærer et antall fordeler i for-hold til de kjente fremgangsmåter. For det første, når den utføres ved lavere temperatur enn 1000°C, unngåes den forrin-gelse som ellers oppstår med "Geoset" skjæreelementer, som til tross for at de nominelt er stabile ved temperaturer lavere enn ca. 1100°C, begynner å brytes ned ved temperaturer over ca. 1000°C. For det andre tillater den "STSR Syndrill"-skjæreelementer, som bare er stabile under ca. 1000°C, å bindes til borhodet under infiltreringsprosessen slik at etterfølgende slaglodding ikke blir nødvendig. For det tredje unngår man problemet med blæredannelse som opptrer på visse metallbelegg som påføres diamantpartikler. Visse metallbelegg inneholder et sjikt kobber. Kobbersjiktet har tendens til å danne blærer når infiltreringstemperaturen er høyere enn smeltepunktet for kobber (1083°C). Siden fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres ved temperatur lavere enn 1050°C, og fortrinnsvis ved en temperatur på ca. 950°C, unngår man imidlertid dette problemet. For det fjerde, siden fremgangsmåten utføres ved relativt lav temperatur, får man en vesentlig reduksjon i de termiske spenninger som utvikles under avkjøling etter at infiltreringslegeringen størkner. Et stort antall andre fordeler vil være åpenbare for fagfolk på området.
Det skulle være åpenbart at anvendbarheten av infiltreringslegeringen ifølge oppfinnelsen ikke er begrenset til fremstilling av borkronehoder, men at den også kan benyttes ved enhver støpeprosess for å danne et monolittisk legeme ved infiltrering i et grunnmassepulver og sammenbinding av partiklene. F.eks. kan infiltreringslegeringen også benyttes i en fremgangsmåte for å lage en trådtrekkdyse i hvilken en diamantinneholdende dyse bindes til en dyseblokk ved en infilt-reringsprosess. Et stort antall andre alternativer og utførel-sesformer av oppfinnelsen vil være åpenbare for fagfolk på området.
Claims (25)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av et grunnmasselegeme som utgjør et hele,
karakterisert ved den omfatter dannelse av en hulform for å forme i det minste en del av legemet, pakking av i det minste en del av formen med et pulvergrunn-massemateriale, infiltrering av pulvergrunnmassematerialet med en infiltreringslegering i en ovn under dannelse av en masse, og størkning av massen, idet det som den nevnte legering anvendes en kobberbasert legering som inneholder mangan og som er valgt slik at den gir en infiltreringstemperatur som ikke er høyere enn 1050°C.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at infiltreringslegeringen velges slik at den gir en infiltreringstemperatur på ca.950°C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved det anvendes en infiltreringslegering som har et smeltepunkt som ikke er høyere enn 980°C.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det anvendes en infiltreringslegering som omfatter 5-65 vekt% mangan, opp til 35 vekt% sink og resten kopper.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes en infiltreringslegering som omfatter 20-30 vekt% mangan,
10-25 vekt% sink og resten kobber.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det anvendes en infiltreringslegering som omfatter ca. 20 vekt% mangan,
ca. 20 vekt% eller ca. 25 vekt% sink og resten kobber.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter det trinn at et stort antall skjæreelementer anbringes i formen før infiltreringstrinnet, slik at skjæreelementene blir en del av grunnmasselegemet.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det anvendes skjæreelementer som inneholder et superhardt materiale, fortrinnsvis et diamantmateriale, og mest foretrukket et polykrystallinsk diamantmateriale.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det anvendes skjæreelementer som inneholder et polykrystallinsk diamantmateriale som er termisk stabilt opp til den temperatur ved hvilken infiltreringstrinnet utføres.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter det trinn at et stålemne anbringes i formen før infiltreringstrinnet, slik at stålemnet blir en del av grunnmasselegemet.
11. Grunnmasselegeme som utgjør et hele, karakterisert ved ' at det omfatter flere skjæreelementer som er innleiret i en sementerende grunnmasse som omfatter et grunnmassemateriale og en infiltreringslegering som omfatter 5-65 vekt% mangan, opp til 35 vekt% sink, og resten kobber.
12. Grunnmasselegeme ifølge krav 11, karakterisert ved at infiltreringslegeringen omfatter 20-30 vekt% mangan, 10-25 vekt% sink og resten kobber, fortrinnsvis ca. 20 vekt% mangan, ca. 20 vekt% sink eller ca. 25 vekt% sink og resten kobber.
13. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at infiltrerings
legeringen omfatter opp til 5% av et ytterligere legerings-element som fortrinnsvis er valgt fra gruppen bestående av silicium, tinn og bor.
14. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at infiltreringslegeringen har en infiltreringstemperatur av ca. 1050°C eller lavere, fortrinnsvis ca. 950°C.
15. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at infiltreringslegeringen har et smeltepunkt under 980°C, fortrinnsvis ca. 835°C.
16. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at skjæreelementene omfatter superharde partikler, fortrinnsvis av et diamantmateriale , og: me.st fortrukket av et polykrystallinsk diamantmateriale .
17. Grunnmasselegemé ifølge krav 16, karakterisert ved at det polykrystallinske diamantmateriale er termisk stabilt ved en infiltreringstemperatur for infiltreringslegeringen.
18. Grunnmasselegemé ifølge krav 16, karakterisert ved at de superharde partikler innbefatter et metallisk ytre belegg.
19. Grunnmasselegemé ifølge krav 18, karakterisert ved at det metalliske ytre belegg er valgt fra gruppen bestående av wolfram, molybden, tantal, niob, titan og legeringer derav, idet det metalliske ytre belegg fortrinnsvis omfatter wolfram.
20. Grunnmasselegemé ifølge krav 16-19, karakterisert ved at de superharde partikler er bundet til et støttemateriale.
21. Grunnmasselegemé ifølge krav 20, karakterisert ved at støttematerialet omfatter sementert wolframcarbid.
22. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved . at grunnmassematerialet omfatter wolframcarbid, støpt wolframcarbid, og blandinger derav, fortrinnsvis støpt wolframcarbid.
23. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at det dessuten omfatter et borekronelegeme.
24. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at det utgjør en del av en borekrone.
25. Grunnmasselegemé ifølge krav 11, karakterisert ved at det utgjør en del av en trekkdyse.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/461,373 US5000273A (en) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | Low melting point copper-manganese-zinc alloy for infiltration binder in matrix body rock drill bits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO910036D0 NO910036D0 (no) | 1991-01-04 |
| NO910036L true NO910036L (no) | 1991-07-08 |
Family
ID=23832306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO91910036A NO910036L (no) | 1990-01-05 | 1991-01-04 | Grunnmasselegeme og fremstilling av slikt |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000273A (no) |
| EP (1) | EP0437855B1 (no) |
| JP (1) | JPH0578778A (no) |
| CN (1) | CN1026337C (no) |
| AU (1) | AU6862491A (no) |
| CA (1) | CA2033628A1 (no) |
| DE (1) | DE69031381T2 (no) |
| IE (1) | IE910002A1 (no) |
| NO (1) | NO910036L (no) |
Families Citing this family (127)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2667809B1 (fr) * | 1990-10-11 | 1994-05-27 | Technogenia Sa | Procede pour la realisation de pieces a surface antiabrasion. |
| US5355750A (en) * | 1991-03-01 | 1994-10-18 | Baker Hughes Incorporated | Rolling cone bit with improved wear resistant inserts |
| US5348108A (en) * | 1991-03-01 | 1994-09-20 | Baker Hughes Incorporated | Rolling cone bit with improved wear resistant inserts |
| GB2274474B (en) * | 1993-01-21 | 1996-07-31 | Camco Drilling Group Ltd | Improvements in or relating to cutter assemblies for rotary drill bits |
| US5373907A (en) * | 1993-01-26 | 1994-12-20 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for manufacturing and inspecting the quality of a matrix body drill bit |
| US5441121A (en) * | 1993-12-22 | 1995-08-15 | Baker Hughes, Inc. | Earth boring drill bit with shell supporting an external drilling surface |
| US5433280A (en) * | 1994-03-16 | 1995-07-18 | Baker Hughes Incorporated | Fabrication method for rotary bits and bit components and bits and components produced thereby |
| US5839329A (en) * | 1994-03-16 | 1998-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Method for infiltrating preformed components and component assemblies |
| US6073518A (en) * | 1996-09-24 | 2000-06-13 | Baker Hughes Incorporated | Bit manufacturing method |
| US6209420B1 (en) | 1994-03-16 | 2001-04-03 | Baker Hughes Incorporated | Method of manufacturing bits, bit components and other articles of manufacture |
| US5794703A (en) * | 1996-07-03 | 1998-08-18 | Ctes, L.C. | Wellbore tractor and method of moving an item through a wellbore |
| US6353771B1 (en) | 1996-07-22 | 2002-03-05 | Smith International, Inc. | Rapid manufacturing of molds for forming drill bits |
| US5765095A (en) * | 1996-08-19 | 1998-06-09 | Smith International, Inc. | Polycrystalline diamond bit manufacturing |
| US6679243B2 (en) | 1997-04-04 | 2004-01-20 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making |
| US9868100B2 (en) | 1997-04-04 | 2018-01-16 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
| US9221154B2 (en) | 1997-04-04 | 2015-12-29 | Chien-Min Sung | Diamond tools and methods for making the same |
| US7124753B2 (en) * | 1997-04-04 | 2006-10-24 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
| US9199357B2 (en) | 1997-04-04 | 2015-12-01 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
| US7368013B2 (en) * | 1997-04-04 | 2008-05-06 | Chien-Min Sung | Superabrasive particle synthesis with controlled placement of crystalline seeds |
| US7323049B2 (en) * | 1997-04-04 | 2008-01-29 | Chien-Min Sung | High pressure superabrasive particle synthesis |
| US6039641A (en) * | 1997-04-04 | 2000-03-21 | Sung; Chien-Min | Brazed diamond tools by infiltration |
| US9409280B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-08-09 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
| US9463552B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-10-11 | Chien-Min Sung | Superbrasvie tools containing uniformly leveled superabrasive particles and associated methods |
| US9238207B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-01-19 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
| US6123612A (en) | 1998-04-15 | 2000-09-26 | 3M Innovative Properties Company | Corrosion resistant abrasive article and method of making |
| US6220117B1 (en) | 1998-08-18 | 2001-04-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of high temperature infiltration of drill bits and infiltrating binder |
| US6454030B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-09-24 | Baker Hughes Incorporated | Drill bits and other articles of manufacture including a layer-manufactured shell integrally secured to a cast structure and methods of fabricating same |
| US6200514B1 (en) | 1999-02-09 | 2001-03-13 | Baker Hughes Incorporated | Process of making a bit body and mold therefor |
| US6375706B2 (en) * | 1999-08-12 | 2002-04-23 | Smith International, Inc. | Composition for binder material particularly for drill bit bodies |
| US6461401B1 (en) * | 1999-08-12 | 2002-10-08 | Smith International, Inc. | Composition for binder material particularly for drill bit bodies |
| CN1111106C (zh) * | 1999-09-30 | 2003-06-11 | 梁建湘 | 一种金刚石制品添加剂 |
| US7201645B2 (en) * | 1999-11-22 | 2007-04-10 | Chien-Min Sung | Contoured CMP pad dresser and associated methods |
| US6454027B1 (en) | 2000-03-09 | 2002-09-24 | Smith International, Inc. | Polycrystalline diamond carbide composites |
| US20020095875A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-07-25 | D'evelyn Mark Philip | Abrasive diamond composite and method of making thereof |
| FR2843128A1 (fr) * | 2002-07-30 | 2004-02-06 | Clal Msx | Alliage cuivreux, sans nickel, du type cuivre, manganese, silicium |
| US20060059785A1 (en) * | 2002-09-24 | 2006-03-23 | Chien-Min Sung | Methods of maximizing retention of superabrasive particles in a metal matrix |
| US20050108948A1 (en) * | 2002-09-24 | 2005-05-26 | Chien-Min Sung | Molten braze-coated superabrasive particles and associated methods |
| US9428822B2 (en) | 2004-04-28 | 2016-08-30 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring tools and components thereof including material having hard phase in a metallic binder, and metallic binder compositions for use in forming such tools and components |
| US20050211475A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-09-29 | Mirchandani Prakash K | Earth-boring bits |
| US20060024140A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Wolff Edward C | Removable tap chasers and tap systems including the same |
| US7089925B1 (en) | 2004-08-18 | 2006-08-15 | Kinik Company | Reciprocating wire saw for cutting hard materials |
| US7513320B2 (en) * | 2004-12-16 | 2009-04-07 | Tdy Industries, Inc. | Cemented carbide inserts for earth-boring bits |
| US7278499B2 (en) * | 2005-01-26 | 2007-10-09 | Baker Hughes Incorporated | Rotary drag bit including a central region having a plurality of cutting structures |
| CN100446912C (zh) * | 2005-02-04 | 2008-12-31 | 阎冠欣 | 热压法制造金刚石复合片钻头体工艺及钻头体 |
| US7398840B2 (en) * | 2005-04-14 | 2008-07-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Matrix drill bits and method of manufacture |
| US8678878B2 (en) | 2009-09-29 | 2014-03-25 | Chien-Min Sung | System for evaluating and/or improving performance of a CMP pad dresser |
| US8393934B2 (en) * | 2006-11-16 | 2013-03-12 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods |
| US9724802B2 (en) | 2005-05-16 | 2017-08-08 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers having leveled tips and associated methods |
| US9138862B2 (en) | 2011-05-23 | 2015-09-22 | Chien-Min Sung | CMP pad dresser having leveled tips and associated methods |
| US8398466B2 (en) * | 2006-11-16 | 2013-03-19 | Chien-Min Sung | CMP pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods |
| US8622787B2 (en) * | 2006-11-16 | 2014-01-07 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods |
| US8637127B2 (en) | 2005-06-27 | 2014-01-28 | Kennametal Inc. | Composite article with coolant channels and tool fabrication method |
| US7687156B2 (en) | 2005-08-18 | 2010-03-30 | Tdy Industries, Inc. | Composite cutting inserts and methods of making the same |
| US7776256B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-08-17 | Baker Huges Incorporated | Earth-boring rotary drill bits and methods of manufacturing earth-boring rotary drill bits having particle-matrix composite bit bodies |
| US7703555B2 (en) | 2005-09-09 | 2010-04-27 | Baker Hughes Incorporated | Drilling tools having hardfacing with nickel-based matrix materials and hard particles |
| US7597159B2 (en) * | 2005-09-09 | 2009-10-06 | Baker Hughes Incorporated | Drill bits and drilling tools including abrasive wear-resistant materials |
| US7997359B2 (en) | 2005-09-09 | 2011-08-16 | Baker Hughes Incorporated | Abrasive wear-resistant hardfacing materials, drill bits and drilling tools including abrasive wear-resistant hardfacing materials |
| US8002052B2 (en) | 2005-09-09 | 2011-08-23 | Baker Hughes Incorporated | Particle-matrix composite drill bits with hardfacing |
| US7913779B2 (en) * | 2005-11-10 | 2011-03-29 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring rotary drill bits including bit bodies having boron carbide particles in aluminum or aluminum-based alloy matrix materials, and methods for forming such bits |
| US8770324B2 (en) | 2008-06-10 | 2014-07-08 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring tools including sinterbonded components and partially formed tools configured to be sinterbonded |
| US7802495B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-09-28 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming earth-boring rotary drill bits |
| US7784567B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-08-31 | Baker Hughes Incorporated | Earth-boring rotary drill bits including bit bodies comprising reinforced titanium or titanium-based alloy matrix materials, and methods for forming such bits |
| US7807099B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-10-05 | Baker Hughes Incorporated | Method for forming earth-boring tools comprising silicon carbide composite materials |
| CN100393899C (zh) * | 2006-03-07 | 2008-06-11 | 天津市鑫辰有色金属科技开发有限公司 | 石油钻井钻头用浸润合金的制备方法 |
| WO2007107181A2 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Matrix drill bits with back raked cutting elements |
| US8312941B2 (en) | 2006-04-27 | 2012-11-20 | TDY Industries, LLC | Modular fixed cutter earth-boring bits, modular fixed cutter earth-boring bit bodies, and related methods |
| CA2662966C (en) | 2006-08-30 | 2012-11-13 | Baker Hughes Incorporated | Methods for applying wear-resistant material to exterior surfaces of earth-boring tools and resulting structures |
| US8236074B1 (en) | 2006-10-10 | 2012-08-07 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive elements, methods of manufacturing, and drill bits including same |
| US9017438B1 (en) | 2006-10-10 | 2015-04-28 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a polycrystalline diamond table with a thermally-stable region having at least one low-carbon-solubility material and applications therefor |
| US8007922B2 (en) | 2006-10-25 | 2011-08-30 | Tdy Industries, Inc | Articles having improved resistance to thermal cracking |
| US8080074B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-12-20 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| US8034136B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-10-11 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating superabrasive articles |
| US7775287B2 (en) * | 2006-12-12 | 2010-08-17 | Baker Hughes Incorporated | Methods of attaching a shank to a body of an earth-boring drilling tool, and tools formed by such methods |
| US7841259B2 (en) * | 2006-12-27 | 2010-11-30 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming bit bodies |
| US20080202814A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Lyons Nicholas J | Earth-boring tools and cutter assemblies having a cutting element co-sintered with a cone structure, methods of using the same |
| US7846551B2 (en) | 2007-03-16 | 2010-12-07 | Tdy Industries, Inc. | Composite articles |
| PL2167696T3 (pl) * | 2007-07-02 | 2014-03-31 | Baker Hughes Inc | Ziemne świdry wiertnicze wykonane ze stopu o niskiej zawartości węgla, wysokiej zawartości molibdenu |
| WO2009015078A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Sparq Products, Inc. | Reaction training belt with variable release resistance |
| TWI388402B (en) | 2007-12-06 | 2013-03-11 | Methods for orienting superabrasive particles on a surface and associated tools | |
| US8999025B1 (en) | 2008-03-03 | 2015-04-07 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating a polycrystalline diamond body with a sintering aid/infiltrant at least saturated with non-diamond carbon and resultant products such as compacts |
| US8252263B2 (en) * | 2008-04-14 | 2012-08-28 | Chien-Min Sung | Device and method for growing diamond in a liquid phase |
| US7878275B2 (en) * | 2008-05-15 | 2011-02-01 | Smith International, Inc. | Matrix bit bodies with multiple matrix materials |
| CN102112642B (zh) * | 2008-06-02 | 2013-11-06 | Tdy工业有限责任公司 | 烧结碳化物-金属合金复合物 |
| US8790439B2 (en) | 2008-06-02 | 2014-07-29 | Kennametal Inc. | Composite sintered powder metal articles |
| US7703556B2 (en) | 2008-06-04 | 2010-04-27 | Baker Hughes Incorporated | Methods of attaching a shank to a body of an earth-boring tool including a load-bearing joint and tools formed by such methods |
| US20090308662A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Lyons Nicholas J | Method of selectively adapting material properties across a rock bit cone |
| US8261632B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming earth-boring drill bits |
| EP3578299B1 (en) * | 2008-08-08 | 2022-11-02 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles |
| US20100193255A1 (en) * | 2008-08-21 | 2010-08-05 | Stevens John H | Earth-boring metal matrix rotary drill bit |
| US8322465B2 (en) | 2008-08-22 | 2012-12-04 | TDY Industries, LLC | Earth-boring bit parts including hybrid cemented carbides and methods of making the same |
| US8025112B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-09-27 | Tdy Industries, Inc. | Earth-boring bits and other parts including cemented carbide |
| US20100155148A1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-06-24 | Baker Hughes Incorporated | Earth-Boring Particle-Matrix Rotary Drill Bit and Method of Making the Same |
| US8272816B2 (en) | 2009-05-12 | 2012-09-25 | TDY Industries, LLC | Composite cemented carbide rotary cutting tools and rotary cutting tool blanks |
| US8201610B2 (en) | 2009-06-05 | 2012-06-19 | Baker Hughes Incorporated | Methods for manufacturing downhole tools and downhole tool parts |
| US8308096B2 (en) | 2009-07-14 | 2012-11-13 | TDY Industries, LLC | Reinforced roll and method of making same |
| US9643236B2 (en) * | 2009-11-11 | 2017-05-09 | Landis Solutions Llc | Thread rolling die and method of making same |
| US8950518B2 (en) | 2009-11-18 | 2015-02-10 | Smith International, Inc. | Matrix tool bodies with erosion resistant and/or wear resistant matrix materials |
| ES2654569T3 (es) | 2009-12-31 | 2018-02-14 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Artículo abrasivo que incorpora un segmento abrasivo infiltrado |
| WO2011146760A2 (en) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming at least a portion of earth-boring tools, and articles formed by such methods |
| US8490674B2 (en) | 2010-05-20 | 2013-07-23 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming at least a portion of earth-boring tools |
| CA2799906A1 (en) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming at least a portion of earth-boring tools, and articles formed by such methods |
| WO2012040374A2 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | Ritedia Corporation | Superabrasive tools having substantially leveled particle tips and associated methods |
| US10309158B2 (en) | 2010-12-07 | 2019-06-04 | Us Synthetic Corporation | Method of partially infiltrating an at least partially leached polycrystalline diamond table and resultant polycrystalline diamond compacts |
| US9027675B1 (en) | 2011-02-15 | 2015-05-12 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a polycrystalline diamond table containing aluminum carbide therein and applications therefor |
| CN103329253B (zh) | 2011-05-23 | 2016-03-30 | 宋健民 | 具有平坦化尖端的化学机械研磨垫修整器 |
| US8800848B2 (en) | 2011-08-31 | 2014-08-12 | Kennametal Inc. | Methods of forming wear resistant layers on metallic surfaces |
| US9016406B2 (en) | 2011-09-22 | 2015-04-28 | Kennametal Inc. | Cutting inserts for earth-boring bits |
| US20130098691A1 (en) | 2011-10-25 | 2013-04-25 | Longyear Tm, Inc. | High-strength, high-hardness binders and drilling tools formed using the same |
| US9987675B2 (en) * | 2012-05-30 | 2018-06-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Manufacture of well tools with matrix materials |
| US20140182948A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Smith International, Inc. | Lower melting point binder metals |
| EP2981665A4 (en) * | 2013-04-02 | 2016-12-28 | Varel Int Ind Lp | PROCESS FOR PRODUCING SHORT MATRIX BITS |
| WO2016133510A1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Two-phase manufacture of metal matrix composites |
| WO2017027038A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill bits manufactured with copper nickel manganese alloys |
| CN105087863A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-25 | 安徽贝利机械制造有限公司 | 一种钻机钻头金属制备方法 |
| CN105385889B (zh) * | 2015-10-26 | 2017-08-11 | 南京鑫锐新材料科技有限公司 | 一种带状铜基钎焊材料及其制备方法 |
| CN108431361B (zh) * | 2015-12-14 | 2022-05-03 | 史密斯国际有限公司 | 超硬嵌件在钻头主体中的直接铸造 |
| EP3181269A1 (en) | 2015-12-18 | 2017-06-21 | VAREL EUROPE (Société par Actions Simplifiée) | Method of reducing intermetallic ompounds in matrix bit bondline by reduced temperature process |
| CA3103517C (en) * | 2017-08-04 | 2023-01-03 | Bly Ip Inc. | Diamond bodies and tools for gripping drill rods |
| CN109913679B (zh) * | 2019-04-15 | 2020-12-01 | 吉林大学 | 一种岩石切削工具的低温胎体浸渍材料及其制备方法 |
| CN110643880B (zh) * | 2019-11-07 | 2020-11-13 | 广东省材料与加工研究所 | 一种钻头胎体材料及其制备方法 |
| US11866372B2 (en) | 2020-05-28 | 2024-01-09 | Saudi Arabian Oil Company | Bn) drilling tools made of wurtzite boron nitride (W-BN) |
| US11846151B2 (en) | 2021-03-09 | 2023-12-19 | Saudi Arabian Oil Company | Repairing a cased wellbore |
| US11624265B1 (en) | 2021-11-12 | 2023-04-11 | Saudi Arabian Oil Company | Cutting pipes in wellbores using downhole autonomous jet cutting tools |
| US20230211414A1 (en) * | 2022-01-03 | 2023-07-06 | Saudi Arabian Oil Company | Producing polycrystalline diamond compact (pdc) drill bits with catalyst-free and substrate-free pdc cutters |
| CN114182136B (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-03 | 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 | 一种铜铝预合金、制备方法、金刚石工具 |
| CN114592141B (zh) * | 2022-03-10 | 2023-05-23 | 中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司 | 一种钻头胎体用浸渍合金及其制备方法和应用 |
| US20230366272A1 (en) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | Saudi Arabian Oil Company | Fabricating drill bits |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1676887A (en) * | 1922-07-14 | 1928-07-10 | John R Chamberlin | Core-drill bit |
| US1995284A (en) * | 1928-09-29 | 1935-03-19 | Caspar Leonid Zublin | Cutting edge for drilling tools and method of producing same |
| US1949050A (en) * | 1931-10-05 | 1934-02-27 | Globe Oil Tools Co | Method for making a tool |
| US1978319A (en) * | 1932-06-16 | 1934-10-23 | Harold W Mowery | Method of making abrasive metal castings |
| FR1037894A (fr) * | 1951-05-30 | 1953-09-23 | Metallurg Des Poudres | Perfectionnement à la métallurgie des poudres |
| US3127715A (en) * | 1960-04-27 | 1964-04-07 | Christensen Diamond Prod Co | Diamond cutting devices |
| US3778237A (en) * | 1972-03-29 | 1973-12-11 | Olin Corp | Plated copper base alloy article |
| US3778238A (en) * | 1972-04-14 | 1973-12-11 | D Tyler | Composite metal article |
| US3757878A (en) * | 1972-08-24 | 1973-09-11 | Christensen Diamond Prod Co | Drill bits and method of producing drill bits |
| US4003715A (en) * | 1973-12-21 | 1977-01-18 | A. Johnson & Co. Inc. | Copper-manganese-zinc brazing alloy |
| US4015948A (en) * | 1974-01-04 | 1977-04-05 | Masatoshi Tsuda | Copper-base solder |
| US3880678A (en) * | 1974-03-27 | 1975-04-29 | Olin Corp | Processing copper base alloy |
| US4244432A (en) * | 1978-06-08 | 1981-01-13 | Christensen, Inc. | Earth-boring drill bits |
| US4234048A (en) * | 1978-06-12 | 1980-11-18 | Christensen, Inc. | Drill bits embodying impregnated segments |
| US4389074B1 (en) * | 1980-07-23 | 1993-09-07 | Gte Products Corp. | Mine tools utilizing copper maganese nickel brazing alloy |
| US4423646A (en) * | 1981-03-30 | 1984-01-03 | N.C. Securities Holding, Inc. | Process for producing a rotary drilling bit |
| US4491188A (en) * | 1983-03-07 | 1985-01-01 | Norton Christensen, Inc. | Diamond cutting element in a rotating bit |
| US4780274A (en) * | 1983-12-03 | 1988-10-25 | Reed Tool Company, Ltd. | Manufacture of rotary drill bits |
| GB2151282B (en) * | 1983-12-03 | 1986-12-03 | Nl Petroleum Prod | Improvements in or relating to the manufacture of rotary drill bits |
| DE3515975A1 (de) * | 1984-06-07 | 1985-12-12 | Eisenhütte Prinz Rudolph, Zweigniederlassung der Salzgitter Maschinen und Anlagen AG, 4408 Dülmen | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schneidkraenzen mit hartmetallschneide zum abspanen von geologischen formationen, insbesondere fuer das bohren mit meisselrollen |
| GB8418481D0 (en) * | 1984-07-19 | 1984-08-22 | Nl Petroleum Prod | Rotary drill bits |
| US4630692A (en) * | 1984-07-23 | 1986-12-23 | Cdp, Ltd. | Consolidation of a drilling element from separate metallic components |
| GB8508621D0 (en) * | 1985-04-02 | 1985-05-09 | Nl Petroleum Prod | Rotary drill bits |
| US4664705A (en) * | 1985-07-30 | 1987-05-12 | Sii Megadiamond, Inc. | Infiltrated thermally stable polycrystalline diamond |
| ZA871298B (no) * | 1986-02-28 | 1987-08-17 | ||
| SU1435385A1 (ru) * | 1986-05-22 | 1988-11-07 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Физико-Механического Института Им.Г.В.Карпенко | Способ получени армированных отливок |
-
1990
- 1990-01-05 US US07/461,373 patent/US5000273A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-28 DE DE69031381T patent/DE69031381T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-28 EP EP90125755A patent/EP0437855B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-02 IE IE000291A patent/IE910002A1/en unknown
- 1991-01-02 AU AU68624/91A patent/AU6862491A/en not_active Abandoned
- 1991-01-04 CA CA002033628A patent/CA2033628A1/en not_active Abandoned
- 1991-01-04 JP JP3185927A patent/JPH0578778A/ja active Pending
- 1991-01-04 NO NO91910036A patent/NO910036L/no unknown
- 1991-01-05 CN CN91100132A patent/CN1026337C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0437855B1 (en) | 1997-09-03 |
| CA2033628A1 (en) | 1991-07-06 |
| DE69031381D1 (de) | 1997-10-09 |
| EP0437855A3 (en) | 1991-09-18 |
| CN1026337C (zh) | 1994-10-26 |
| IE910002A1 (en) | 1991-07-17 |
| AU6862491A (en) | 1991-07-11 |
| EP0437855A2 (en) | 1991-07-24 |
| US5000273A (en) | 1991-03-19 |
| CN1055771A (zh) | 1991-10-30 |
| NO910036D0 (no) | 1991-01-04 |
| DE69031381T2 (de) | 1998-02-26 |
| JPH0578778A (ja) | 1993-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO910036L (no) | Grunnmasselegeme og fremstilling av slikt | |
| US3175260A (en) | Process for making metal carbide hard surfacing material and composite casting | |
| US9284788B2 (en) | Diamond impregnated bits and method of using and manufacturing the same | |
| US8869920B2 (en) | Downhole tools and parts and methods of formation | |
| US6220117B1 (en) | Methods of high temperature infiltration of drill bits and infiltrating binder | |
| US9004199B2 (en) | Drill bits and methods of manufacturing such drill bits | |
| US8360176B2 (en) | Brazing methods for PDC cutters | |
| EP2622169B1 (en) | Cutting elements, earth-boring tools incorporating such cutting elements, and methods of forming such cutting elements | |
| US8925422B2 (en) | Method of manufacturing a drill bit | |
| US20040244540A1 (en) | Drill bit body with multiple binders | |
| CN1014306B (zh) | 低压粘结金刚石聚晶体及其制造方法 | |
| US10232493B2 (en) | Polycrystalline diamond cutting elements having non-catalyst material additions | |
| US20220127909A1 (en) | Polycrystalline Diamond Cutting Elements Having Lead or Lead Alloy Additions | |
| CA2646752A1 (en) | Ultra-hard and metallic constructions comprising improved braze joint | |
| WO2012048017A2 (en) | Diamond impregnated cutting structures, earth-boring drill bits and other tools including diamond impregnated cutting structures, and related methods | |
| EP0328583B1 (en) | Improved coated pcd elements and products and methods | |
| EP3181269A1 (en) | Method of reducing intermetallic ompounds in matrix bit bondline by reduced temperature process | |
| WO2017044076A1 (en) | Use of fibers during hthp sintering and their subsequent attachment to substrate |