本发明专利技术是用于钻探钻头生产中使用的钎焊新型铜基浸渍合金。作用是将切削钻齿与钻体通过钎焊浸渍形成一个整体。本发明专利技术的钎焊浸渍铜合金机械性能优良，具有较高的强度，韧性和耐磨性。焊接工艺简便，适用于多种类型的钻头焊接。１钎焊温度为９００－１０００℃使用的合金，化学成分为：５－１０ｗｔ％Ｎｉ，３－９ｗｔ％Ｍｎ，３－５ｗｔ％Ｆｅ，７－１３ｗｔ％Ｓｎ，０．１ｗｔ％∑ＲＥ，余量为Ｃｕ。２．钎焊温度为９５０－１１５０℃使用的合金。化学成分为：８－１５ｗｔ％Ｎｉ，１０－１３ｗｔ％Ｍｎ，５－１０ｗｔ％Ｚｎ，１－２ｗｔ％Ｆｅ，０．０５－０．１ｗｔ％Ｃｅ，余量为Ｃｕ。３．钎焊温度为１１００－１２５０℃使用的合金。化学成分为：１５－２０ｗｔ％Ｎｉ，５－１０ｗｔ％Ｍｎ，３－５ｗｔ％Ｆｅ，０．０５－０．１ｗｔ％∑ＲＥ，余量为Ｃｕ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于用作钎焊铜合金材料。
技术介绍
地质勘探或石油钻井中使用的一个重要部件是钻头。它直接影响到钻探的质量， 成本和效率。钻头一般是由钻体-合金钢加工制成；和钻齿-人造金刚石或硬质合金。二 者通过钎焊成为一个完整的钻头。这里的钎焊与一般普通钎焊有很大不同，被焊接的钻齿 数目多，钻体形状复杂，面积大，因而焊接过程十分复杂，一般要10-20小时以上。对于钻齿，利用焊料完成钎焊。而对于钻体则不同，熔化成液体的焊料要充满钻体 的整个接受焊接的表面。浸渍入所有接受焊接的空隙。钻体虽然仍保持固态未被熔化，但也 被加热到同样的高温，这是焊料中的合金元素的部分原子扩散进钻体的晶格点阵中。当然 这是个互相扩散过程。钻体中元素的原子，包括铁原子也同样要向焊料中扩散。而正是基 于这种原子扩散机制使得焊接过程得以完成，从而使钻齿和钻体焊接成一个完整的钻头。长期以来这类钻头生产专业性强，适用范围较狭窄，对它的焊接原理、工艺，尤其 是焊接的研究开发远不充分。各钻头生产单位使用的焊接工艺不同，焊料的种类、化学成分 差别更大，这就严重的限制了生产的发展和质量的提高。
技术实现思路
本专利技术旨在研制三种新型的铜基钎焊浸渍合金，可以应用于石油钻井钻头的生 产，也可以应用于地质勘探钻头的生产。1#合金-钎焊温度为900-1000°C使用的合金，化学成分为5_10wt% Ni,3-9wt% Mn,3-5wt% Fe,7-13wt% Sn，0. Iwt % Σ RE，余量为 Cu.制备工艺1.原料工业纯铜(99. 6%以上)。5-10wt% Ni,3-9wt% Mn,3-5wt% Fe,7-13wt% Sn,0. Iwt% Σ RE,余量为 Cu.2.熔炼感应电炉于大气中熔炼。3.造粒将熔炼完的液态合金浇在专用的造粒机上，同时水冷，制成<2 2-10mm的颗粒。2#合金-钎焊温度为950_1150°C使用的合金。化学成分为8_15wt % Ni， 10-13wt% Mn,5-10wt% Zn, l-2wt% Fe，0· 05-0. Iwt% Ce，余量为 Cu.3#合金-钎焊温度为1100-1250 °C使用的合金。化学成分为15_20wt % Ni， 5-10wt% Mn,3-5wt% Fe，0· 05-0. Iwt % Σ RE，余量为 Cu.制备工艺按给出成分配料，在感应电炉中于大气中熔炼，铸成满足热轧要求的锭坯。热轧成 厚度为5-10mm的板带，也可以热轧成<2 8-lOmm的圆棒，再根据用户要求剪切成块。本专利技术的积极效果由于本专利技术的铜基合金中加入的合金元素的种类与含量合理，从而对钻头的焊接 质量和生产工艺都显示积极效果。1)焊接质量高，合金元素分布均勻，易于浸渍，有效地减少或避免了各类焊接缺 陷。2)合金可以热压成型材，或可以造粒。可以加工成所需要的尺度，均勻的分布在焊 接室内，从而保证了焊接工艺高质量的完成。3)合金中加入了微量稀土元素，这样使得焊缝的晶粒细化。改善了焊缝的合金组幺口 /Ν ο4)合金中镍含量合理，铁含量适当，这就使得焊接温度不致太高，对工艺上和经济 上都有积极效果。具体实施例方式1.熔炼。在感应电炉中于大气下熔炼，按一般感应电炉熔炼的公知工艺进行。配 料按上述所列成分进行，原料切成合适尺度，稀土元素的配料应考虑烧损。2. 1#合金的成品为颗粒状，在专用设备上进行，颗粒尺度可以控制。3.热轧。2#，3#合金需要热轧成型材，开轧温度在1000-1100°C，成品型材在剪切 前可采用酸洗或喷丸以去除表面氧化皮，以保证焊接质量。权利要求本专利技术要求的专利权项主要包括三种新型铜基钎焊浸渍合金1#合金 钎焊温度为900 1000℃使用的合金，化学成分为5 10wt％Ni，3 9wt％Mn，3 5wt％Fe，7 13wt％Sn，0.1wt％∑RE，余量为Cu.2#合金 钎焊温度为950 1150℃使用的合金。化学成分为8 15wt％Ni，10 13wt％Mn，5 10wt％Zn，1 2wt％Fe，0.05 0.1wt％Ce，余量为Cu.3#合金 钎焊温度为1100 1250℃使用的合金。化学成分为15 20wt％Ni，5 10wt％Mn，3 5wt％Fe，0.05 0.1wt％∑RE，余量为Cu。2.#合金-钎焊温度为950-1150°C使用的合金。化学成分为8-15wt% Ni，10-13wt% Mn,5-10wt% Zn, l-2wt% Fe，0· 05-0. Iwt% Ce，余量为 Cu.3.#合金-钎焊温度为1100-1250°C使用的合金。化学成分为15-20wt% Ni,5-10wt% Mn,3-5wt% Fe，0. 05-0. Iwt % Σ RE，余量为 Cu。全文摘要本专利技术是用于钻探钻头生产中使用的钎焊新型铜基浸渍合金。作用是将切削钻齿与钻体通过钎焊浸渍形成一个整体。本专利技术的钎焊浸渍铜合金机械性能优良，具有较高的强度，韧性和耐磨性。焊接工艺简便，适用于多种类型的钻头焊接。1钎焊温度为900-1000℃使用的合金，化学成分为5-10wt％Ni，3-9wt％Mn，3-5wt％Fe，7-13wt％Sn，0.1wt％∑RE，余量为Cu。2.钎焊温度为950-1150℃使用的合金。化学成分为8-15wt％Ni，10-13wt％Mn，5-10wt％Zn，1-2wt％Fe，0.05-0.1wt％Ce，余量为Cu。3.钎焊温度为1100-1250℃使用的合金。化学成分为15-20wt％Ni，5-10wt％Mn，3-5wt％Fe，0.05-0.1wt％∑RE，余量为Cu。文档编号B23K35/30GK101890588SQ200910068918公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日专利技术者曹颜顺, 李东昇, 薛志华 申请人:天津市三条石有色金属铸造有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术要求的专利权项主要包括三种新型铜基钎焊浸渍合金：１＃合金－钎焊温度为９００－１０００℃使用的合金，化学成分为：５－１０ｗｔ％Ｎｉ，３－９ｗｔ％Ｍｎ，３－５ｗｔ％Ｆｅ，７－１３ｗｔ％Ｓｎ，０．１ｗｔ％∑ＲＥ，余量为Ｃｕ．２＃合金－钎焊温度为９５０－１１５０℃使用的合金。化学成分为：８－１５ｗｔ％Ｎｉ，１０－１３ｗｔ％Ｍｎ，５－１０ｗｔ％Ｚｎ，１－２ｗｔ％Ｆｅ，０．０５－０．１ｗｔ％Ｃｅ，余量为Ｃｕ．３＃合金－钎焊温度为１１００－１２５０℃使用的合金。化学成分为：１５－２０ｗｔ％Ｎｉ，５－１０ｗｔ％Ｍｎ，３－５ｗｔ％Ｆｅ，０．０５－０．１ｗｔ％∑ＲＥ，余量为Ｃｕ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛志华，曹颜顺，李东昇，
申请(专利权)人：天津市三条石有色金属铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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