PL67673B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.VI.1973 67673 KI. 40b,l/04 MKP C22c 1/04 CZYTELNIA Wspóltwórcy wynalazku: Franciszek Rudol, Leszek Solski Wlasciciel patentu: Politechnlika Krakowska, Kraków (Polska) Sposób wytwarzania wkladek na lozyska slizgowe do narzedzi wiertniczych lub innych urzadzen Przedmiotem wynalazku jest spiosób wytwarza¬ nia wkladek na lozyska slizgowe w postaci tulejek i w postaci plaskich krazków zwanych koiikami, a stanowiacy lozyska slizgowe oporowe w gryzach stosowanych do swidrów wiertniczych lub tez w innych urzadzeniach pracujacych w podobnych wa¬ runkach, Tulejki i korki oporowe stanowia czesc lozysk slizgowych gryzów do swidrów wiertniczych sto¬ sowanych do wiercenia szybów naftowych i gazo¬ wych oraz w poszukiwaniach geologicznych i in¬ nych pracach zwiazanych z uzyciem urabiajacych narzedzi wiertniczych.Dotychczas znany jest sposób wykonywania tego rodzaju wkladek ze stali szybkotnacej wzglednie z innych gatunków stali stopowych, wymagajacych jednak przestrzegania waskich rezimów technolo¬ gicznych, dla zapewnienia mozliwych do osiagnie¬ cia wlasciwosci mechanicznych. Utrzymanie takich rezimów w normalnych warunkach produkcyjnych jest bardzo itrudne i zwiazane z duzym nakladem kosztów.Znane materialy i sposoby wykonania wkladek lozyskowych daja tylko czesciowo zadowalajace wyniki, uniemozliwiaja jednak pelne wykorzysta¬ nie mozliwosci narzedzia wiertniczego. W czasie wiercenlia omawiane wkladki (tulejka i krazek) stanowiace elementy ulozyskowania 'slizgowego gry¬ zów przenosza duze obciazenia dynamiczne okolo 1/3 calkowitego obciazenia oraz pracujac przez caly 10 15 20 2 czas eksploatacji narzedzia w srodowisku pluczki i rozkruszonej skaly ulegaja szybkiemu zuzyciu.Zuzycie wkladek powoduje zwiekszenie zuzycia nie tylko lozyska slizgowego lecz tez pozostalych lozysk gryza, a tym samym przedwczesne wycofanie na¬ rzedzia z eksploatacji.Celem wynalazku jest zwiekszenie trwalosci i zdolnosci eksploatacyjnych narzedzi wiertniczych przez polepszenie jakosci ich ulozyskowania, przy zachowaniu niskich kosztów produkcji.Cel ten zostal osiagniety sposobem wedlug wy¬ nalazku polegajacym na tym, ze wkladki lozyskowe wykonuje sie dwuwarstwowo ze stali i materialów twardych, to jest z lanych weglików wolframu, lub weglików tytanu, weglików chromu, lub tez prosz¬ ku diamentowego, a nawet azotków.Istota sposobu wytwarzania wkladek w postaci korków oporowych polega na tym, ze do matrycy, w zalezlniosci od wielkosci wytwarzanej wkladki, wsypuje sie 1 do 2 gramów na cm2 kompozycji proszków, niezbednej dla otrzymania w gotowym wyrobie warstwy o grubosci 1 do 2 mm, kompo¬ zycje te stanowia ziarenka materialów twardych i mieszaniny materialów wiazacych. Nastepnie na te warstwe, po jej wyrównaniu, nasypuje sie pro¬ szek stalowy w takiej ilosci, aby uzyskac po jej sprasowaniu i spieazeniu zadana wysokosc spieku.Mieszanina materialów wiazacych sklada sie z proszku miedzi okolo 48—49%, proszku stali oko- 67 67367 673 3 lo 50% w ilosci 1 clo 2°/o oraz grafitu lub tez inne¬ go materialu poslizgowego.Ilosc mieszaniny wiazacej ziarenka materialów twardych wynosi 10 do 35% w stosunku do ma¬ terialu twardego.Proszek stalowy stanowiacy druga warstwe lozys¬ ka jest o wartosci 0,3 do 0,'5% wegla, powinien byc o ziarnistosci ponizej 0,15 cm i jest zmieszany z 5 do 10% proszku miedzi. Wsypane do matrycy proszki prasuje sie pod cisnieniem oo najmniej 6 ft/cmi8 powierzchni prasowanej i otrzymana wy- praske spieka sie przy temperaturze 950 do 1200°C, przez okolo 3 godziny, przy czym proces spiekania przeprowadza sie w -atmosferze naweglaijacej, na przyklad w endogazie, a wypraski umieszcza sie w lódeczkach i Obsypuje dokladnie sadza. Koniecz¬ nym etapem produkcyjnym jest kalibrowanie i na¬ sycanie teflonem lub smarem stalym, a nawet ole¬ jem cylindrowym w znany sposób.Isitota wytwarzania wkladek w postaci tulejek rózni sie tym od istoty wykonywania wkladek w postaci 'korków* ze do wnetrza matrycy wprowadza sie uprzednio rurke cienkoscienna i pomiedzy rdzen a scianke nurki wsypuje sie kompozycje prosz¬ ków z twardymi materialami np. z weglików la¬ nych. Niezaleznie od tego w obu przypadkach za¬ miast proszku weglika wolframu mozna stosowac proszek wegMka tytanu, albo proszek diamentowy lub proszek azotku chromu, których wielkosc ziaren wynosi ponizej 0,3 nim, a zamiast srodka wiazacego zlozonego z proszków miedzi, zelaza i grafitu moz¬ na stosowac proszek kobaltu albo niklu lub tez proszek stali Hadfielda.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyklad procesu technologicznego wykonania bimetalicznej wkladki w postaci tulejki lozyskowej, a fig. 2 — sposób wykonania bimetalicznegio korka oporowego. iSposób wykonywania korków oporowych wedlug wynalazku (fig. 2) polega na tyim, ze do matrycy w zaleznosci od wielkosci wytwarzanej wkladki wsypuje sie 1—12 gramów na 1 cm* powierzchni wytwarzanej twardej powloki wkladki kompozycje proszków niezbeda dla wykonania w gotowym wy¬ robie warstwy o grubosci 1—2 mm, skladajacej sie najkorzystniej z lanego weglika wolframu w ilosci 65 do 90% wielkosci ziarna ponizej 0,3 mm i mie¬ szaniny materialów wiazacych o zawartosci miedzi 48 do 49% i proszku stali 501% oraz dodatków zwiejkszajacych poslizg, to jest grafitu lub steary¬ nianu cynku w ifoósci 1—2%.Ilosc mieszaniny materialów wiazacych stanowi 10-^35% w stosunku do materialu twardego. Na te warstwe, po jej wyrównaniu, nasypuje sie proszek stalowy o wielkosci ziaren ponizej 045 ram, po czym przeprowadza sie prasowanie pod cisnieniem Okolo 6 t/cm? prasowanej powierzchni. Otrzymana wypraske poddaje sie procesowi spiekania w tem¬ peraturze 950^-11200^0 przez 3 godziny. iProces spiekania przeprowadza sie w atmosferze kontrolowanej na przyklad w endogazie z dysocjo¬ wanego amoniaku lub -nawet w atmosferze naweg- lajacej. Natomiast wkladki w posltaci tulejek (fig. 1), posiadajace od strony wewnetrznej powierzchnie slizgowa, wykonuje sie tak samo jak wkladki w 4 postaci korków z ta róznica, ze do wnetrza wklada sie uprzednio rurke cienkoscienna 3 i pomiedzy, rdzen 2 a scianke rurki wsypuje sie material wia¬ zacy zawierajacy weglik lany, natomiast przestrzen 5 pomiedzy wewnetrzna scianka a scianka matrycy wypelnia sie proszkiem stalowym.Kompozycja z weglikiem spiekanym sklada sie z lanych weglików wolframu o ziarnistosci 0,1— 0,3 mm, oraz srodka wiazacego zawierajacego 48 io do 49% proszku miedzi i 50% proszku stali oraz grafitu lub sitearynianu cyniku w ilosci .1^-12%, ilosci srodka wiazacego 10~-ffiP/o w stosunku do proszku lanego wegliika wolframu. Nastepnie wysuwa sie cienkoscienna rurke 3 i panze|piiiawadlza sie proces 15 prasowania. Po usiuniectiiu wypraski z matrycy spie¬ ka sie ja znanym sposobem, a otrzymany spiek kailiibruje sie. Nastejpnie przeprowadza sie operacje nasycania spieku na przyklad przez zamoczenie w cieklym smlarize lub tez nasyca sie spiek 20 teflonami.Sposobem wedlug wynalazku mozna równiez wy^- twarzac lozyska slizgowe do urzadzen pracujacych w podobnych warunkach jak swidry wiertnicze.W przypadku bardzo malych lozysk, mozna je wy- 25 konywac tylko z twardych ziarenek i mieszaniny wiazacej. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wkladek na lozyska 30 slizgowe do narzedzi wiertniczych lub innych urzadzen, w postaci korków oporowych, oparty na metodzie metalurgii proszków, znamienny tym, ze do matrycy wsypuje isde 1—2 gramów na jeden om2 wytwarzanej twardej powloki lozyska, kompo- 35 zycje proszków mieszaniny materialów wiazacych, skladajacej sie z proszków miedzi 48—49% oraz proszku stali 50% i graffiitu hub stearynianu cynku w ilosci 1—'2P/o, przy ozyim ilosc materialów wia¬ zacych stanowi 10—35% w stosunku do skladnika 40 twardego, a nastepnie na te warstwe nasypuje sie proszek stadowy o wielkosci ziaren ponizej 0,15 mm, po czym prasjuje sie ja pod cisnieniem 6 t/cm2 powierzchni prasowanej, oraz tak otrzymana wy¬ praske poddaje sie procesowi spiekania w tempe- 45 raturze 950—!£00oC przez 3 godziny, przy czym prdoes spiekania przeprowadza sie w atmosferze kontrolowanej endogiazu, a nastepnie wkladke kali¬ bruje sie i nasyca teflonem lub innym smarem stalym lub olejem w sposób znany. 50 2. Odmiana sposobu wytwarzania wkladek w po¬ staci tulejek wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze do matrycy z wlozona cienkoscienna rurka (3) po¬ miedzy rdzen (2) wsypuje sie 1-^2 gramów na jeden om2 komjpozyfcje proszków skladajaca sie z lanych 55 weglików wolframu o ziarnistosci ponizej 0,3 mm, oraz srodka wiazacego 48—40% proszku miedzi

2. A 50% proszku stali, oraz grafitu luib stearynianu cynku w ilosci 1—i2%, przy czym ilosc srodka wia¬ zacego wynosi 10^35% w stosunku do proszku 60 lanego weglika wolframu, a nastepnie z drugiej strony scianki do pozostalej wolnej przestrzeni matrycy wsypuje sie proszek stalowy o wielkosci ziaren ponizej 0^15 mm, talk aby po sprasowaniu i spieczeniu uzyskac zgodny wymiar lozyska, po 65 czym po wyjeciu cienkosciennej rurki (3) kompo-67 673 zycje prasuje sie pod cisnieniem okolo 6 t/cm2 powierzchni prasowanej, a otrzyimana wypraske poddaje sie procesowi spiekania w atmosferze kontrolowanej endogazu lub innych znanych redu¬ kujacych srodków! w temperaturze 950^1200°C przez 3 godziny, po czym wkladke kalibruje sie i nasyca teflonem lub smarem stalym wzglejdnie olejem w sposób znany.

3. Odmiana wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze zamiast prosizJku weglika wolframu stosuje sie 6 10 proszek weglika tytanu w ilosci 65—#0%, albo proszek diamentowy lub proszek azotku chromu, przy czym wielkosc ziaren we wszystkich przypad¬ kach wynosi ponizej 0y3 mim.

4. Odmiana wedlug zastrz 1—% znamienna tym, ze zamiast srodka wiazacego stosowanego z prosz¬ ków miedzi, zelaza i grafitu istosuje sie proszek kobaltu albo proszek niklu lufo proszek stali Had- fielda 10—35^/o w atosunlku do materialu twardego. 3 1 fy.2 PL PL