專利名稱：高耐磨金剛石復合截齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到煤礦及礦山開采設(shè)備領(lǐng)域，特指一種用于采煤機、掘進機等設(shè)備 的高耐磨金剛石復合截齒。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，采煤、掘進截齒是大型采煤機和掘進機上的關(guān)鍵元件， 一般采用將硬 質(zhì)合金截齒頭與合金鋼焊接(銅焊)在一起，其主要應用在煤田的采煤、巷道掘進等采 掘領(lǐng)域，隨著資源需求的日趨增長，大型采掘機械的使用越來越廣泛，因而對采掘截齒 的性能提出了更高的要求。目前，采用的硬質(zhì)合金截齒頭雖然與鋼材相比有較好的耐磨性能，但還是不能滿足 使用壽命的要求，并且由于該種截齒壽命不佳，導致頻繁的更換截齒，使得采掘機械的 效率不能得到充分發(fā)揮。同時，由于截齒柄由合金鋼等材料制備而成，從而使截齒柄極 不耐磨，使硬質(zhì)合金截齒頭過早的脫落，導致整個截齒提前損毀失效，傳統(tǒng)上采用對截 齒柄進行熱處理或在截齒柄表面堆焊一層耐磨焊條來增加耐磨性，以達到保徑目的，效 果不明顯。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種 結(jié)構(gòu)簡單緊湊、增強截齒柄和截齒頭的耐磨性、從而延長截齒的整體使用壽命、提高采 掘機械效率的高耐磨金剛石復合截齒。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為 一種高耐磨金剛石復合截齒，它 包括截齒柄以及連接于截齒柄端部的截齒頭，其特征在于所述截齒頭包括硬質(zhì)合金基 體和復合于硬質(zhì)合金基體端部上的金剛石聚晶層。所述硬質(zhì)合金基體端部與金剛石聚晶層的連接面上設(shè)有一個或一個以上的凸起部。所述截齒柄與截齒頭連接端的外表面上鍍覆有電鍍金剛石層。所述電鍍金剛石層包裹于截齒柄整外圓周上或呈兩根或兩根以上的肋條狀包裹于截 齒柄外圓周上。所述金剛石聚晶層的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%，鈷12% 13%。所述截齒頭與截齒柄的連接方式為銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或熱壓過 盈壓入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于1、 本發(fā)明的金剛石復合截齒頭有著極高的耐磨性，它的磨耗比接近于10萬，是硬 質(zhì)合金的幾千倍，因而保證了截齒頭具有了極高的壽命；2、 本發(fā)明中金剛石層具有很好的耐磨性，在截齒柄與硬質(zhì)合金截齒頭連接部位的表 面常溫電鍍了一層金剛石，大大增強了該部位的耐磨性，保證了使用過程中該部位的徑 向穩(wěn)定性，使金剛石復合截齒頭能正常的消耗完；3、 本發(fā)明由于金剛石電鍍是在常溫下進行，不會對金剛石復合截齒頭和截齒柄造成 熱損傷，保持了原有的性能；因此，金剛石復合截齒的使用壽命能提高10 20倍。4、 本發(fā)明由于單個截齒壽命的大大提高，使得采用金剛石復合截齒的采掘機械在使 用過程中更換截齒的頻率大大降低，從而大幅提高采掘效率。5、 本發(fā)明基于截齒使用壽命的提高和采掘效率的提升，從而使采掘成本大幅度降低。


圖1是本發(fā)明焊接完好的截齒主視結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明實施例2的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例2的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例3的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例3的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明中截齒頭中硬質(zhì)合金基體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明1、截齒柄 2、截齒頭3、電鍍金剛石層 4、硬質(zhì)合金基體5、金剛石聚晶層 6、凸起部具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例1:如圖1所示，本發(fā)明的高耐磨金剛石復合截齒，它包括截齒柄1以及連接于截齒柄1端部的PDC截齒頭2,該PDC截齒頭2包括硬質(zhì)合金基體4和復合于硬質(zhì)合 金基體4端部上的金剛石聚晶層5。其中，金剛石聚晶層5的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%，鈷12% 13%。參見圖6所示，在較佳實施例中，硬質(zhì)合金 基體4端部與金剛石聚晶層5的連接面上設(shè)有一個或一個以上的凸起部6，這些均勻分布 的凸起部6，其高度為0.3 0.8mm，直徑為0.8 1.5mm，凸起部6與鄰面由圓弧過渡。 凸起部6在界面上的均勻分布，提高了硬質(zhì)合金基體4與金剛石聚晶層5的接觸面積， 從而有效增強了金剛石聚晶層5與硬質(zhì)合金基體4的結(jié)合強度，提高產(chǎn)品的抗沖擊能力， 延長其使用壽命。在截齒頭2加工時，先將金剛石和金屬粉料按一定比例混合、攪拌形 成金剛石混料，對硬質(zhì)合金的表面進行預處理，去油、去除表面氧化層后形成硬質(zhì)合金 基體4，然后把金剛石混料裝入一碳管中，預壓成型，裝入硬質(zhì)合金基體4，進行真空凈 化處理；接下來將真空凈化處理后的碳管放入葉臘石中，并在碳管的兩端與葉臘石之間 設(shè)置導電鋼圈、鈦圓和碳片，形成合成塊；最后在合成塊中導電鋼圈兩端通入電流，以 碳管作為加熱器，在合成過程中通入電流從而發(fā)熱，加熱時間為50 200秒，合成壓力 為80 105Map，合成溫度為1500 1600°C，在合成過程中要保證六個合金頂錘同時從 前、后、左、右、上、下六個方向?qū)铣蓧K進行加壓，利用國產(chǎn)六面頂壓機即可做到。實施例2:如圖2和圖3所示，本發(fā)明的高耐磨金剛石復合截齒，它包括截齒柄1 以及連接于截齒柄1端部的PDC截齒頭2，該PDC截齒頭2包括硬質(zhì)合金基體4和復合 于硬質(zhì)合金基體4端部上的金剛石聚晶層5。本實施例中，進一步于截齒柄1與PDC截 齒頭2連接端的外表面上設(shè)有電鍍金剛石層3，電鍍金剛石層3包裹于截齒柄1外圓周上。 PDC截齒頭2采用銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或熱壓過盈壓入法連接在截齒 柄1上，截齒柄1的電鍍金剛石層3通過常規(guī)電鍍金剛石處理，電鍍金剛石采用的品級 是MBD6、粒度為70/80 : 80/100按2 : 1的比例投料，電鍍金剛石層3的厚度為0.6mm， 電鍍金剛石層3的軸向長度比焊接孔長10mm。在實際過程中，要根據(jù)PDC截齒頭2的 耐磨性能選擇合適的金剛石配比， 一般是隨PDC截齒頭2的磨耗比的增加而選擇耐磨性 強的金剛石配比。其中，PDC截齒頭2上金剛石聚晶層5的成分按重量百分比為金剛 石80% 82%,硅6% 7%，鈷12% 13%。參見圖6所示，在較佳實施例中，硬質(zhì)合金 基體4端部與金剛石聚晶層5的連接面上設(shè)有一個或一個以上的凸起部6，這些均勻分布 的凸起部6，其高度為0.3 0.8mm，直徑為0.8 1.5mm，凸起部6與鄰面由圓弧過渡。 凸起部6在界面上的均勻分布，提高了硬質(zhì)合金基體4與金剛石聚晶層5的接觸面積， 從而有效增強了金剛石聚晶層5與硬質(zhì)合金基體4的結(jié)合強度，提高產(chǎn)品的抗沖擊能力， 延長其使用壽命。在PDC截齒頭2加工時，先將金剛石和金屬粉料按一定比例混合、攪 拌形成金剛石混料，對硬質(zhì)合金的表面進行預處理，去油、去除表面氧化層后形成硬質(zhì)合金基體4，然后把金剛石混料裝入一碳管中，預壓成型，裝入硬質(zhì)合金基體4，進行真 空凈化處理；接下來將真空凈化處理后的碳管放入葉臘石中，并在碳管的兩端與葉臘石 之間設(shè)置導電鋼圈、鈦圓和碳片，形成合成塊；最后在合成塊中導電鋼圈兩端通入電流, 以碳管作為加熱器，在合成過程中通入電流從而發(fā)熱，加熱時間為50 200秒，合成壓 力為80 105Map，合成溫度為1500 160(TC,在合成過程中要保證六個合金頂錘同時 從前、后、左、右、上、下六個方向?qū)铣蓧K進行加壓，利用國產(chǎn)六面頂壓機即可做到。 實施例3:如圖4和圖5所示，本發(fā)明的高耐磨金剛石復合截齒，它包括截齒柄1 以及連接于截齒柄1端部的PDC截齒頭2，該截齒頭2包括硬質(zhì)合金基體4和固定于硬 質(zhì)合金基體4端部上的金剛石聚晶層5。本實施例中，進一步于截齒柄1與PDC截齒頭 2連接端的外表面上設(shè)有電鍍金剛石層3，電鍍金剛石層3呈兩根或兩根以上的肋條狀包 裹于截齒柄l整外圓周上。PDC截齒頭2采用銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或 熱壓過盈壓入法連接在截齒柄1上，截齒柄1的電鍍金剛石層3通過常規(guī)電鍍金剛石處 理，電鍍金剛石采用的品級是MBD6、粒度為70/80 : 80/100按2 : 1的比例投料，電鍍 金剛石層3的厚度為0.6mm，電鍍金剛石層3的軸向長度比焊接孔長10mm。其中，PDC 截齒頭2上金剛石聚晶層5的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%， 鈷12% 13%。參見圖6所示，在較佳實施例中，硬質(zhì)合金基體4端部與金剛石聚晶層5 的連接面上設(shè)有一個或一個以上的凸起部6，這些均勻分布的凸起部6，其高度為0.3 0.8mm，直徑為0.8 1.5mm，凸起部6與鄰面由圓弧過渡。凸起部6在界面上的均勻分 布，提高了硬質(zhì)合金基體4與金剛石聚晶層5的接觸面積，從而有效增強了金剛石聚晶 層5與硬質(zhì)合金基體4的結(jié)合強度，提高產(chǎn)品的抗沖擊能力，延長其使用壽命。在PDC 截齒頭2加工時，先將金剛石和金屬粉料按一定比例混合、攪拌形成金剛石混料，對硬 質(zhì)合金的表面進行預處理，去油、去除表面氧化層后形成硬質(zhì)合金基體4，然后把金剛石 混料裝入一碳管中，預壓成型，裝入硬質(zhì)合金基體4，進行真空凈化處理；接下來將真空 凈化處理后的碳管放入葉臘石中，并在碳管的兩端與葉臘石之間設(shè)置導電鋼圈、鈦圓和 碳片，形成合成塊；最后在合成塊中導電鋼圈兩端通入電流，以碳管作為加熱器，在合 成過程中通入電流從而發(fā)熱，加熱時間為50 200秒，合成壓力為80 105 Map,合成 溫度為1500 1600'C，在合成過程中要保證六個合金頂錘同時從前、后、左、右、上、 下六個方向?qū)铣蓧K進行加壓，利用國產(chǎn)六面頂壓機即可做到。
權(quán)利要求
1、一種高耐磨金剛石復合截齒，它包括截齒柄(1)以及連接于截齒柄(1)端部的截齒頭(2)，其特征在于所述截齒頭(2)包括硬質(zhì)合金基體(4)和復合于硬質(zhì)合金基體(4)端部上的金剛石聚晶層(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述硬質(zhì)合金基體(4) 端部與金剛石聚晶層(5)的連接面上設(shè)有一個或一個以上的凸起部(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述截齒柄(l) 與截齒頭(2)連接端的外表面上鍍覆有電鍍金剛石層(3)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述電鍍金剛石層 (3)包裹于截齒柄(1)整外圓周上或呈兩根或兩根以上的肋條狀包裹于截齒柄(1)外圓周上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述金剛石聚 晶層(5)的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%，鈷12% 13%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述金剛石聚晶層(5) 的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%，鈷12% 13%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述金剛石聚晶層 (5)的成分按重量百分比為金剛石80% 82%，硅6% 7%，鈷12% 13%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述截齒頭(2) 與截齒柄(1)的連接方式為銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或熱壓過盈壓入。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述截齒頭(2) 與截齒柄(1)的連接方式為銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或熱壓過盈壓入。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高耐磨金剛石復合截齒，其特征在于所述截齒頭(2) 與截齒柄(1)的連接方式為銀釬焊、或銅釬焊、或冷壓過盈壓入、或熱壓過盈壓入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高耐磨金剛石復合截齒，它包括截齒柄以及連接于截齒柄端部的截齒頭，所述截齒頭包括硬質(zhì)合金基體和復合于硬質(zhì)合金基體端部上的金剛石聚晶層。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、增強截齒柄和截齒頭的耐磨性、從而延長截齒的整體使用壽命、提高采掘機械效率的高耐磨金剛石復合截齒。
文檔編號E21C35/00GK101251013SQ20081003093
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者周志平, 楊世珍, 蔣詩軍 申請人:湖南飛瑞復合材料有限責任公司