【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末冶金，具体涉及一种pdc钻头胎体及其制备方法和用途。
技术介绍
1、目前，pdc钻头一般指聚晶金刚石复合片钻头，聚晶金刚石复合片钻头是一款复合片外形是圆形被镶焊在圆柱的切削具上,将切削具镶装在钻头体上,称为pdc钻头，pdc钻头包括pdc切削齿和胎体，pdc切削齿钎焊在胎体上，胎体的作用是固定pdc切削齿并与钻头钢体连接，是保证钻头质量的关键，对钻头的整体钻进效率、服役寿命、钻进周期及成本至关重要。
2、如cn101886524a公开了一种孕镶pdc钻头由pdc复合片、孕镶金刚石层、胎体、钢芯和接头组成，孕镶金刚石层、胎体和钢芯通过烧结成为钻头体，在钻头体的孕镶金刚石层和胎体上布置有流道，pdc复合片钎焊在孕镶金刚石层中或孕镶金刚石层和胎体中，出露0～pdc复合片直径/3，处于孕表镶状态，且覆盖钻头的冠部轮廓线，接头与钻头体连接。
3、进一步地，胎体的品质直接决定整个pdc钻头的性能，如cn110983143a公开了pdc胎体钻头粉料配方，由下述重量比的组分构成：结晶坞粉为32％-40％，铁-镍粉为45％-55％，其余的13％-15％为镍粉。
4、但是，现有的pdc钻头胚体材料在实际应用中存在一定的缺陷，如胎体的耐磨性、抗冲击性能、硬度和抗冲蚀性能以及整体强度均较弱，对pdc钻头的使用性能造成严重影响，同时当胎体由于性能较差出现脱落、断刀翼、磨心、龟裂等问题将严重影响钻进速度，增加钻井成本。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种pdc钻头胎体，所述pdc钻头胎体包括：铸造碳化钨粉、烧结碳化钨粉、钨纤维、铜合金、镍粉、锡、硼、铅、钛、钴粉和琼脂糖溶胶；
4、所述铸造碳化钨粉至少包括3个梯度粒度分布的铸造碳化钨粉。
5、本专利技术提供的pdc钻头胎体，通过在pdc钻头胚体材料中加入的钨纤维、镍粉、铜合金、锡、硼、铅、钴和钛等粉末，有利于提升pdc钻头胚体材料的抗冲蚀性能、抗冲击性能、硬度和耐磨能力，从而提升pdc钻头胚体材料的整体强度，进一步地采用3种不同直径的铸造碳化钨颗粒，使得pdc钻头胚体材料具有高硬度和优良的耐磨性。
6、作为本专利技术优选的技术方案，所述pdc钻头胎体以重量份计包括：铸造碳化钨粉60-100份、烧结碳化钨粉40-60份、钨纤维10-20份、铜合金5-15份、镍粉20-30份、锡1-7份、硼2-6份、铅3-5份、钛1-7份、钴粉3-5份和琼脂糖溶胶5-15份。
7、作为本专利技术优选的技术方案，所述铸造碳化钨粉包括粒度为45-65μm的铸造碳化钨粉、粒度为65-115μm的铸造碳化钨粉和粒度为115-285μm的铸造碳化钨粉。
8、优选地，所述烧结碳化钨的粒度为70-100μm；
9、优选地，所述钨纤维的直径为60-90μm；
10、优选地，所述钨纤维的长径比为30-40。
11、作为本专利技术优选的技术方案，所述铜合金包括黄铜和/或青铜。
12、优选地，所述镍粉的粒度为120-130μm，为球形颗粒。
13、优选地，所述钴粉的粒度为50-150μm。
14、第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述pdc钻头胎体的制备方法，所述制备方法包括：
15、依据配方将铸造碳化钨粉、烧结碳化钨粉、钨纤维、钴粉、镍粉和琼脂糖溶胶混合，得到pdc钻头胚体浆料；
16、将所得pdc钻头胚体浆料进行保温处理，之后加入铜合金、锡、硼、铅和钛进行熔渗，得到pdc钻头胎体。
17、作为本专利技术优选的技术方案，所述混合中的温度为90-100℃。
18、优选地，所述混合中的搅拌速率为200-350r/min。
19、优选地，所述混合的时间为2-5h。
20、作为本专利技术优选的技术方案，所述保温处理的温度为450-500℃。
21、优选地，所述保温处理的时间为2-4h。
22、作为本专利技术优选的技术方案，所述熔渗的温度为1100-1200℃。
23、优选地，所述熔渗的时间为1-5h。
24、作为本专利技术优选的技术方案，所述保温处理和熔渗均在真空条件下进行，绝对真空度≤4pa。
25、第三方面，本专利技术如第一方面所述pdc钻头胎体的用途，所述用途包括采用所述pdc钻头胎体制备pdc钻头。
26、与现有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果：
27、(1)本专利技术通过在pdc钻头胚体材料中的钴和钨纤维对烧结碳化钨颗粒和铸造碳化钨颗粒具有很好的润滑性能，使得原料间的粘结性和硬度性能具有更好的结合度，有利于提升pdc钻头胚体材料的抗冲蚀性能和抗冲击性能。
28、(2)采用的烧结碳化钨颗粒不仅具有强度高，与其他原料间的配合使用有利于降低接触面的摩擦，从而使得原料间的混合均匀度得到有效提高；铜合金、锡、硼、铅和钛等粉末的配合可以提高pdc钻头胚体材料的硬度和耐磨能力，从而提升pdc钻头胚体材料的整体强度。
29、(3)本专利技术通过采用三种不同粒径的铸造碳化钨颗粒，不同直径的颗粒添加到pdc钻头胚体材料中，有利于提高pdc钻头胚体材料的密实度，从而增加pdc钻头胚体材料的整体强度，使得pdc钻头胚体材料具有高硬度和优良的耐磨性。
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1.一种PDC钻头胎体，其特征在于，所述PDC钻头胎体包括：铸造碳化钨粉、烧结碳化钨粉、钨纤维、铜合金、镍粉、锡、硼、铅、钛、钴粉和琼脂糖溶胶；
2.如权利要求1所述PDC钻头胎体，其特征在于，所述PDC钻头胎体以重量份计包括：铸造碳化钨粉60-100份、烧结碳化钨粉40-60份、钨纤维10-20份、铜合金5-15份、镍粉20-30份、锡1-7份、硼2-6份、铅3-5份、钛1-7份、钴粉3-5份和琼脂糖溶胶5-15份。
3.如权利要求1或2所述PDC钻头胎体，其特征在于，所述铸造碳化钨粉包括粒度为45-65μm的铸造碳化钨粉、粒度为65-115μm的铸造碳化钨粉和粒度为115-285μm的铸造碳化钨粉；
4.如权利要求1-3任一项所述PDC钻头胎体，其特征在于，所述铜合金包括黄铜和/或青铜；
5.一种如权利要求1-4任一项所述PDC钻头胎体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述混合中的温度为90-100℃；
7.如权利要求5或6所述制备方法，其特征在于，所述
8.如权利要求5-7任一项所述制备方法，其特征在于，所述熔渗的温度为1100-1200℃；
9.如权利要求5-8任一项所述制备方法，其特征在于，所述保温处理和熔渗均在真空条件下进行，绝对真空度≤4Pa。
10.一种如权利要求1-4任一项所述PDC钻头胎体的用途，其特征在于，所述用途包括采用所述PDC钻头胎体制备PDC钻头。
...【技术特征摘要】
1.一种pdc钻头胎体，其特征在于，所述pdc钻头胎体包括：铸造碳化钨粉、烧结碳化钨粉、钨纤维、铜合金、镍粉、锡、硼、铅、钛、钴粉和琼脂糖溶胶；
2.如权利要求1所述pdc钻头胎体，其特征在于，所述pdc钻头胎体以重量份计包括：铸造碳化钨粉60-100份、烧结碳化钨粉40-60份、钨纤维10-20份、铜合金5-15份、镍粉20-30份、锡1-7份、硼2-6份、铅3-5份、钛1-7份、钴粉3-5份和琼脂糖溶胶5-15份。
3.如权利要求1或2所述pdc钻头胎体，其特征在于，所述铸造碳化钨粉包括粒度为45-65μm的铸造碳化钨粉、粒度为65-115μm的铸造碳化钨粉和粒度为115-285μm的铸造碳化钨粉；
4.如权利要求1-3任一项所述pdc钻头胎体，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡祖光，薛广宽，魏秀艳，徐佳慧，朱永乐，包乃亮，曲建，王爽，严锡峰，唐钦锡，王望，张立国，李丙陆，蒋琳琳，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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