石油钻杆机头耐磨药芯焊丝及其制造方法与流程

本发明涉及药芯焊丝技术领域，具体涉及石油钻杆机头耐磨药芯焊丝及其制造方法。

背景技术：

在钻探领域，通常需要将钻头通过钻杆接头固定在钻杆上进行钻探，但是，在钻探过程中，钻头、钻杆接头、钻杆之间会发生摩擦，从而使得钻杆接头和钻杆的使用寿命大大降低，因此，为了避免磨损，通常需要提高药芯焊丝的耐磨程度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明目提供了石油钻杆机头耐磨药芯焊丝及其制造方法，所要解决的技术问题是如何提高石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的耐磨损度及强度。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：石油钻杆机头耐磨药芯焊丝，由药芯和包覆在药芯外侧的外皮组成，药芯按重量份计包括如下组分：铁粉20～30份，金属锰5～10份，镍粉5～10份，钼铁2～5份，雾化硅铁10～15份，铌铁5～10份，氟化稀土1～5份，氟化钠1～5份，石墨1～5份，碳化钨15～30份，金属铬1～10份。

进一步地，述药芯按重量份计包括如下组分：铁粉30份，金属锰8份，镍粉6份，钼铁5份，雾化硅铁15份，铌铁7份，氟化稀土5份，氟化钠3份，石墨2份，碳化钨21份，金属铬9份。

进一步地，选用的铁粉、金属锰、镍粉、钼铁、雾化硅铁、铌铁、氟化稀土、氟化钠、石墨、碳化钨和金属铬的粒径均为20～60μm。

进一步地，外皮为低碳钢带外皮。

进一步地，低碳钢带外皮的宽度为18～22mm、厚度为0.4～0.46mm。

进一步地，药芯的重量占整个耐磨药芯焊丝总重量的50％～55％。

石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的制造方法，包括如下步骤：

s1：按重量份计选用20～30份的铁粉、5～10份的金属锰、5～10份的镍粉、2～5份的钼铁、10～15份的雾化硅铁、5～10份的铌铁、1～5份的氟化稀土、1～5份的氟化钠、1～5份的石墨、15～30份的碳化钨为原料，并将上述原料进行混合搅拌得到药芯粉料。

本发明所带来的有益效果是：经本方法制备的石油钻杆机头耐磨药芯焊丝相较于现有的焊丝具有更好的防磨损效果，从而提高设备的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的制造方法的步骤流程图；

图2为在耐磨性试验中原始抽样钻环以及在实施例1中所制备的耐磨药芯焊丝焊接后的钻环样本的几何参数示意图；

图3为耐磨性试验的结果对比示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明石油钻杆机头耐磨药芯焊丝及其制造方法中，石油钻杆机头耐磨药芯焊丝由药芯和包覆在药芯外侧的外皮组成，药芯按重量份计包括如下组分：铁粉20～30份，金属锰5～10份，镍粉5～10份，钼铁2～5份，雾化硅铁10～15份，铌铁5～10份，氟化稀土1～5份，氟化钠1～5份，石墨1～5份，碳化钨15～30份，金属铬1～10份。

其中，药芯的组分占整个焊丝总重量的50％～55％，铁粉、金属锰、镍粉、钼铁、雾化硅铁、铌铁、氟化稀土、氟化钠、石墨、碳化钨和金属铬的粒径均为20～60μm，外皮为宽度为18～22mm、厚度为0.4～0.46mm的低碳钢带外皮。

本发明随后将以前述的几种具体的实施例来说明：

实施例1：石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的制造方法，包括如下步骤：

s1：按重量份计选用粒径均为40μm的30份的铁粉、8份的金属锰、6份的镍粉、5份的钼铁、15份的雾化硅铁、7份的铌铁、5份的氟化稀土、3份的氯化钠、2份的石墨、21份的碳化钨为原料，并将上述原料混合搅拌后得到药芯粉料；

s2：选用宽度为20mm，厚度为0.4mm的低碳钢带轧成u形作为外皮，并将s1中得到的药芯粉料放入外皮中进行封装得到耐磨药芯焊丝半成品；

s3：将s2中得到的耐磨药芯焊丝半成品进行拉丝拔模，最后使其直径达到1.6mm，得到耐磨药芯焊丝，并且在该耐磨药芯焊丝中，药芯的重量占53.4％。

实施例:2：石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的制造方法，包括如下步骤：

s1：按重量份计选用粒径均为20μm的20份的铁粉、5份的金属锰、5份的镍粉、2份的钼铁、10份的雾化硅铁、5份的铌铁、1份的氟化稀土、1份的氯化钠、1份的石墨、15份的碳化钨为原料，并将上述原料混合搅拌后得到药芯粉料；

s2：选用宽度为18mm，厚度为0.4mm的低碳钢带轧成u形作为外皮，并将s1中得到的药芯粉料放入外皮中进行封装得到耐磨药芯焊丝半成品；

s3：将s2中得到的耐磨药芯焊丝半成品进行拉丝拔模，最后使其直径达到1.6mm，得到耐磨药芯焊丝，并且在该耐磨药芯焊丝中，药芯的重量占50％。

实施例3：石油钻杆机头耐磨药芯焊丝的制造方法，包括如下步骤：

s1：按重量份计选用粒径均为60μm的30份的铁粉、10份的金属锰、10份的镍粉、5份的钼铁、15份的雾化硅铁、10份的铌铁、5份的氟化稀土、5份的氟化钠、5份的石墨、30份的碳化钨为原料，并将上述原料混合搅拌后得到药芯粉料；

s2：选用宽度为22mm、厚度为0.46mm的低碳钢带轧成u形作为外皮，并将s1中得到的药芯粉料放入外皮中进行封装得到耐磨药芯焊丝半成品；

s3：将s2中得到的耐磨药芯焊丝半成品进行拉丝拔模，最后使其直径达到1.6mm，得到耐磨药芯焊丝，并且在该耐磨药芯焊丝中，药芯的重量占55％。

将实施例1、2、3制备得到的耐磨药芯焊丝分别堆焊在钢上，测得的药芯焊丝焊后硬度hrc均大于62并小于65，表面无渣，焊道光滑，且在焊接过程中没有发生飞溅等情况。

耐磨性试验：分别选用原始抽样钻环，以及实施例1中所制备的耐磨药芯焊丝焊接后的钻环为样本，分别标号为样本0号和样本dpm-150号，其几何参数如图2所示。

以5～10倍的放大率对样本0号进行目视分析，并对样本dpm-150号上钻杆接头的连接器部分的原始部件进行机械加工，对表面层进行开槽，随后在试验台上对样本dpm-150号的钻杆接头进行切割，其中尺寸公差应达到质量等级7，且不低于7级表面粗糙度要求。

对样本dpm-150号进行光谱分析采样和光谱分析，并测量样本0号的粗糙度。

准备颗粒大小为16毫克的磨料，在料室内进行筛选和初步干燥，以使湿度参数不超过0.15％。

先分析样本0号的表面层硬度，在按照gost23.208-79标准在试验台上对样本dpm-150号进行试验，测量其磨损度，试验结果如图3所示。

综上所述，由上述实验可以得到，经本发明制备得到的石油钻杆机头耐磨药芯焊丝相比于现有技术具有更好的技术效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。