專利名稱：取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。
背景技術：
隨著國民經濟快速發(fā)展，對礦產資源的需求量迅速增加，隨著淺層資源的枯竭，向深部找礦已經提上日程。隨著孔深的增加，遇到的硬巖地層越來越多。針對硬巖鉆進，仍以采用孕鑲金剛石鉆頭為主。目前常用的孕鑲金剛石鉆頭因工作層的限制，壽命均不高，導致提下鉆等鋪助工作時間過長，直接影響了施工進度和生產成本。為此國內外許多研究人員從結構、材料和加工工藝等方面進行深入研究，以期提聞孕鍵金剛石鉆頭的使用壽命和鉆進效率
發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種適用于對鉆頭壽命和時效要求較高的深孔鉆進中，不但能明顯提聞孕鍵金剛石鉆頭的使用壽命和鉆進效率，而且能提聞生廣效率，并降低生產成本的取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用的技術方案
一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭，其特殊之處在于包括金剛石孕鑲塊和鉆頭鋼體，鉆頭鋼體的頂部圓周上均勻設置數個凸起，每個凸起的內外兩側分別設置有鉆頭鋼體水槽、鉆頭水口，任意相鄰的兩個凸起之間在鉆頭鋼體的頂部設置有鉆頭剛體水眼，任意相鄰的兩個凸起之間設置金剛石孕鑲塊，金剛石孕鑲塊的內外兩側均設置有金剛石孕鑲塊水槽，金剛石孕鑲塊的中心設置有金剛石孕鑲塊水眼，金剛石孕鑲塊水眼與鉆頭剛體水眼貫通構成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊含有內外保徑聚晶。上述的金剛石孕鑲塊的冠部為平底形、齒形或圓弧形。上述的金剛石孕鑲塊的內外側面均設置有金剛石聚晶層。上述的金剛石孕鑲塊按以下重量百分比的組分構成663銅13%_17%，錫1%_2%，鋅8%-12%，錳1%-3%，鎳1%-3%，鐵63%-76%。與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
I、特殊的鋼體結構用于成倍增加金剛石鉆頭工作層高度，熱壓法加工鐵基金剛石孕鑲塊，兩者結合能明顯提聞了鉆頭壽命和鉆進效率；
2、相對于常規(guī)鉆頭模具，只需設計燒結金剛石孕鑲塊用模具，大大節(jié)省了石墨的加工費及材料費，并且胎體粉末改用價格低廉的鐵粉，大幅度降低了生產成本；
3、簡化了金剛石鉆頭加工工藝，省略水口和水槽替片的粘貼及后續(xù)清理，只需加工孕鑲塊即可，易于實現自動化，減輕勞動強度，提高生產效率。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的鉆頭鋼體結構示意 圖3為圖I的A-A向結構示意 圖4為本發(fā)明的金剛石孕鑲塊結構示意 圖5為圖4的俯視 圖6為本發(fā)明的金剛石孕鑲塊唇面形狀實施例I示意 圖7為本發(fā)明的金剛石孕鑲塊唇面形狀實施例2示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。參見圖I 7，本發(fā)明包括金剛石孕鑲塊I和鉆頭鋼體2，鉆頭鋼體2的頂部圓周上均勻設置數個凸起，每個凸起的內外兩側分別設置有鉆頭鋼體水槽8、鉆頭水口 6，任意相鄰的兩個凸起之間在鉆頭鋼體2的頂部設置有鉆頭剛體水眼7，任意相鄰的兩個凸起之間設置金剛石孕鑲塊1，金剛石孕鑲塊I的內外兩側均設置有金剛石孕鑲塊水槽4，金剛石孕鑲塊I的中心設置有金剛石孕鑲塊水眼3，金剛石孕鑲塊水眼3與鉆頭剛體水眼7貫通構成沖洗液通道。上述的金剛石孕鑲塊I的冠部為平底形、尖齒形參見圖7或圓弧形參見圖6。上述的金剛石孕鑲塊I的內外側面均設置有金剛石保徑聚晶5。金剛石孕鑲塊I按以下重量百分比的組分構成663銅13%_17%，錫1%_2%，鋅8%-12%，錳1%-3%，鎳1%-3%，鐵63%-76%。
實施例I :金剛石孕鑲塊I按以下重量百分比的組分構成663銅13%，錫1%，鋅8%，錳1%，鎳1%，鐵63%。
實施例2 :金剛石孕鑲塊I按以下重量百分比的組分構成663銅17%，錫2%，鋅12%，錳3%，鎳3%，鐵76%。
實施例3 :金剛石孕鑲塊I按以下重量百分比的組分構成663銅15%，錫1. 5%，鋅10%，錳2%，鎳2%，鐵69. 5%。以0)75/49鑲塊式金剛石鉆頭，金剛石孕鑲塊I采用上述任意一種配方為例進行分步說明。I、加工鉆頭鋼體。鋼體外徑75mm，內徑49mm，先加工第一層均布的三個水口，水口高度8mm，然后在第一層兩水口之間，加工第二層水口，高度10mm，第二層水口與第一層水口有Imm高度的重疊，之后在第一層水口正上方，加工第三層的三個水口，高度為9 mm，與第二層水口有Imm高度的重疊，之后再加工內外水槽，深度2 4mm，再然后加工鑲焊槽，鑲焊槽中心位置加工有直徑4mm水眼，并加工對應的水槽，鑲焊槽與水口之間留有f 4mm厚度，以確保金剛石孕鑲塊與鉆頭鋼體之間的焊接強度；
2、加工金剛石孕鑲塊。根據鉆頭鋼體上鑲焊槽的尺寸，設計金剛石孕鑲塊尺寸，并加工相應的限位燒結用石墨模具；根據采用的鐵基胎體配方，稱取每種金屬粉末重量進行混合，混料時間不低于24小時，取出一定混合粉料加入金剛石顆粒，再混合2 4小時；在模具相應位置粘貼保徑聚晶，然后將不含金剛石顆?；旌狭舷妊b入模具內，在模具內側形成I _左右薄層，之后再裝入混有金剛石顆粒的工作層料，放入上壓模，放進真空燒結爐中進行燒結，燒結溫度950°C、80°C。采用限位石墨模具是確保金剛石孕鑲塊尺寸一致性。此外，改、變石墨墊片即可改變金剛石孕鑲塊唇面形狀。3、進行鑲焊。將鉆頭鋼體和金剛石孕鑲塊焊接面分別進行焊前處理，然后把焊片裁剪成與焊接面相同的形狀，并將焊片浸入熔化的焊劑中，取出后貼在鉆頭鋼體焊接面處，把金剛石孕鑲塊壓入焊接槽，將金剛石孕鑲塊固定完成后，放入馬弗爐中進行焊接，焊接溫度680°C 75(rC。焊接完成后，在保溫箱內緩慢冷卻，直至室溫。需要指出的是，為確保焊接尺寸精度，需要設計一套定位模具，確保焊接完成后鉆頭內外徑符合要求。
4、后處理。將焊接完成后的鉆頭進行清理，并根據用戶要求，加工出相應尺寸和扣型等。
權利要求
1.一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭，其特征在于包括金剛石孕鑲塊(I)和鉆頭鋼體(2)，鉆頭鋼體(2)的頂部圓周上均勻設置數個凸起，每個凸起的內外兩側分別設置有鉆頭鋼體水槽(8)、鉆頭水口(6)，任意相鄰的兩個凸起之間在鉆頭鋼體(2)的頂部設置有鉆頭剛體水眼(7)，任意相鄰的兩個凸起之間設置金剛石孕鑲塊(1)，金剛石孕鑲塊(I)的內外兩側均設置有金剛石孕鑲塊水槽(4)，金剛石孕鑲塊(I)的中心設置有金剛石孕鑲塊水眼(3)，金剛石孕鑲塊水眼(3)與鉆頭剛體水眼(7)貫通構成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊(I)含有內外保徑聚晶(5)。
2.根據權利要求I所述的取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭，其特征在于所述的金剛石孕鑲塊(I)的冠部為平底形、齒形或圓弧形。
3.根據權利要求I或2所述的取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭，其特征在于所述的金剛 石孕鑲塊(I)的內外側面均設置有金剛石聚晶層(5)。
4.根據權利要求3所述的一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭，其特征在于金剛石孕鑲塊(I)按以下重量百分比的組分構成:663銅13%-17%，錫1%-2%，鋅8%-12%，錳1%_3%，鎳1%-3%，鐵63%-76%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。本發(fā)明包括金剛石孕鑲塊和鉆頭鋼體，鉆頭鋼體的頂部圓周上均勻設置數個凸起，每個凸起的內外兩側分別設置有鉆頭鋼體水槽、鉆頭水口，任意相鄰的兩個凸起之間在鉆頭鋼體的頂部設置有鉆頭剛體水眼，任意相鄰的兩個凸起之間設置金剛石孕鑲塊，金剛石孕鑲塊的內外兩側均設置有金剛石孕鑲塊水槽，金剛石孕鑲塊的中心設置有金剛石孕鑲塊水眼，金剛石孕鑲塊水眼與鉆頭剛體水眼貫通構成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊含有內外保徑聚晶。本發(fā)明用于成倍增加金剛石鉆頭工作層高度，熱壓法加工鐵基金剛石孕鑲塊，兩者結合能明顯提高了鉆頭壽命和鉆進效率，易于實現自動化，減輕勞動強度，提高生產效率。
文檔編號B22F7/06GK102733758SQ20121023239
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者孫榮軍, 張曉亮, 張朋, 李鎖智, 王傳留, 郭冬瓊, 高曉亮 申請人:中煤科工集團西安研究院