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深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头及其制造方法

关键词 钎焊 , 金刚石 , 砂轮|2014-05-29 09:22:11|行业专利|来源 中国超硬材料网
摘要 申请号:201410076939申请人地址:辽宁省锦州市古塔区士英街169号摘要:本发明公开了一种深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头及其制造方法,本发明之钎焊镍基基体混合料是由镍...
  申请号:201410076939

  申请人地址:辽宁省锦州市古塔区士英街169号

  摘要:本发明公开了一种深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头及其制造方法,本发明之钎焊镍基基体混合料是由镍基胎体、细铁丝和金刚石烧结而成,金刚石孕镶在镍基胎体中,金刚石含量的体积百分比为30%-80%,粒度为35/60目;所述镍基胎体是由下述质量百分比的组分构成:镍铬合金粉65%~75%,铁粉25%~35%;细铁丝直径为1.0~1.6mm;本发明使用镍基预合金钎料,大大提高了钻头的性能,降低了烧结温度,减少了金刚石热损伤的程度;铁粉含量较高,降低了钻头成本;镶嵌细铁丝,降低胎体耐磨性,有利于金刚石出刃和钻孔防斜。本发明特别适用于深部硬岩地层钻进,也适用于浅部打滑地层钻进。

  独立权利要求:1.一种深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头,其特征在于,包括钻头钢体(5)和镍基合金胎体(2),钻头钢体(5)的一端设有内螺纹(6),一端烧结有镍基合金胎体(2),镍基合金胎体(2)中孕镶有金刚石颗粒(4)和细铁丝(1),镍基合金胎体(2)的底面开设有钻头水口(3),所述金刚石含量的体积百分比为30%-80%,粒度为35/60目;所述镍基合金胎体是由下述质量百分比的组分构成:镍铬合金钎料65%~75%,铁粉25%~35%;所述的铁粉纯度大于99.9%,粒度为300目。

   2.根据权利要求1所述的深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头,其特征在于,所述的细铁丝(1)的直径为1.0~1.6mm的软质细铁丝。 

  3.根据权利要求1所述的深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头,其特征在于,所述钎焊为为真空钎焊烧结工艺,钎焊温度为980℃~1020℃,保温时间为8~12min。 

  4.根据权利要求1所述的深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头,其特征在于,所述金刚石颗粒的常温冲击强度Ti值不低于80%,热冲击强度TTi值不低于75%,金刚石颗粒的粒度为35/40目、40/45目和50/60目金刚石中的一种或任意两种或三种的混合。 

  5.根据权利要求1所述的深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头,其特征在于,所述镍铬合金钎料为预合金粉末,粒度为200目,由下述质量百分比的组分构成:Cr6%~8%,B2.75~3.5%,Si4%~5%,Fe2.5%~3.5%,C0.06%,Ni余量。 

  6.一种深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头及其制造方法,其特征在于,包括以下步骤: 

  (1)混料 

  采用自制的摇臂式混料机进行混料,采用硬质合金球作为混料骨架材料,将镍基钎料和铁粉放入到混料机中进行混合,混合时间为2h;

  (2)造球 

  用混料造球机将混合后的胎体料和金刚石进行混合造球,球体粒径为0.8~1.5mm; 

  (3)冷压成型 

  将包裹有金刚石的球体按照计算好的质量装入钢模中,在工作层唇面上均匀安插铁丝,用四柱式液压机进行冷压,形成钻头工作层;将钻头非工作层粉末按计算好的质量装入钢模中,冷压,形成钻头非工作层; 

  (4)冷压还原 

  将冷压成型的工作层放入还原炉,在400℃的温度下放置0.5h,使胶水充分挥发; 

  (5)装模、烧结 

  将还原炉出来的工作层和压制好的非工作层一起装模、烧结,在较高的真空条件下进行无压烧结,钎焊温度为980℃~1020℃,保温时间为5~15min,随炉 
冷却。 
 

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