矿业研究与开发

作者：王建华,尹土兵,史洋帆,邹晓波

关键词：增材制造;海洋勘探钻头;3D打印;选区激光熔化技术

受高压、水深、复杂地层等因素影响,海底勘探的难度及复杂程度远高于陆地,对钻头的质量及性能提出了更高的要求,甚至要根据特殊需求进行定制化生产.为了及时提供定制化的钻头,创新性地将3D打印技术应用到海洋勘探钻头的生产过程中,以球形碳化钨(WC)、钴(Co)粉末和金刚石颗粒为原材料,提出了选区激光熔化(SLM)技术打印钻头工作层的方法.通过对打印样品致密度及硬度进行测试,优化了打印参数.结果表明,打印态WC-20CoＧ金刚石块体致密度最高可达13.45g/cm３,硬度可达1455HV,且在激光功率为220W 和扫描速度400mm/s的条件下,实现较高质量的成型;最终制备出的碳化钨钴基金刚石钻头样品,硬质合金和钢基体界面两者结合良好.基于3D打印的钻头生产模式可显著缩短制造时间,制造出适应海底各种极端环境和复杂岩层的钻头,及时满足在大洋钻探船上打印钻头的需要.

来源：2025年第3期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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