專利名稱：一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)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(jīng)提上日程。隨著孔深的增加，遇到的硬巖地層越來(lái)越多。針對(duì)硬巖鉆進(jìn)，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(dǎo)致提下鉆等鋪助工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，直接影響了施工進(jìn)度和生產(chǎn)成本。為此國(guó)內(nèi)外許多研究人員從結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝等方面進(jìn)行深入研究，以期提聞孕鍵金剛石鉆頭的使用壽命和鉆進(jìn)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于對(duì)鉆頭壽命和時(shí)效要求較高的深孔鉆進(jìn)中，不但能明顯提聞孕鍵金剛石鉆頭的使用壽命和鉆進(jìn)效率，而且能提聞生廣效率，并降低生產(chǎn)成本的取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)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(shè)置數(shù)個(gè)凸起，每個(gè)凸起的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有鉆頭鋼體水槽、鉆頭水口，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間在鉆頭鋼體的頂部設(shè)置有鉆頭剛體水眼，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間設(shè)置金剛石孕鑲塊，金剛石孕鑲塊的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有金剛石孕鑲塊水槽，金剛石孕鑲塊的中心設(shè)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(gòu)成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊含有內(nèi)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(nèi)外側(cè)面均設(shè)置有金剛石聚晶層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是I、特殊的鋼體結(jié)構(gòu)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鍵塊，兩者結(jié)合能明顯提聞了鉆頭壽命和鉆進(jìn)效率；2、相對(duì)于常規(guī)鉆頭模具，只需設(shè)計(jì)燒結(jié)金剛石孕鑲塊用模具，大幅度降低了生產(chǎn)成本；3、簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的鉆頭鋼體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖4為本實(shí)用新型的金剛石孕鑲塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為本實(shí)用新型的金剛石孕鑲塊唇面形狀實(shí)施例I示意圖；圖7為本實(shí)用新型的金剛石孕鑲塊唇面形狀實(shí)施例2示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖I 7，本實(shí)用新型包括金剛石孕鑲塊I和鉆頭鋼體2，鉆頭鋼體2的頂部圓周上均勻設(shè)置數(shù)個(gè)凸起，每個(gè)凸起的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有鉆頭鋼體水槽8、鉆頭水口 6， 任意相鄰的兩個(gè)凸起之間在鉆頭鋼體2的頂部設(shè)置有鉆頭剛體水眼7，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間設(shè)置金剛石孕鑲塊1，金剛石孕鑲塊I的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有金剛石孕鑲塊水槽4，金剛石孕鑲塊I的中心設(shè)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(gòu)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(jiàn)圖7或圓弧形參見(jiàn)圖6。上述的金剛石孕鑲塊I的內(nèi)外側(cè)面均設(shè)置有金剛石保徑聚晶5。以Φ 75/49鑲塊式金剛石鉆頭為例進(jìn)行分步說(shuō)明。I、加工鉆頭鋼體。鋼體外徑75mm，內(nèi)徑49mm，先加工第一層均布的三個(gè)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(gè)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(nèi)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(duì)應(yīng)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(qiáng)度；2、加工金剛石孕鑲塊。根據(jù)鉆頭鋼體上鑲焊槽的尺寸，設(shè)計(jì)金剛石孕鑲塊尺寸，并加工相應(yīng)的限位燒結(jié)用石墨模具；根據(jù)采用的鐵基胎體配方，稱取每種金屬粉末重量進(jìn)行混合，混料時(shí)間不低于24小時(shí)，取出一定混合粉料加入金剛石顆粒，再混合2 4小時(shí)；在模具相應(yīng)位置粘貼保徑聚晶，然后將不含金剛石顆粒混合料先裝入模具內(nèi)，在模具內(nèi)側(cè)形成Imm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(jìn)真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)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(jìn)行鑲焊。將鉆頭鋼體和金剛石孕鑲塊焊接面分別進(jìn)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(jìn)行焊接，焊接溫度680Π50 。焊接完成后，在保溫箱內(nèi)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(shè)計(jì)一套定位模具，確保焊接完成后鉆頭內(nèi)外徑符合要求。4、后處理。將焊接完成后的鉆頭進(jìn)行清理，并根據(jù)用戶要求，加工出相應(yīng)尺寸和扣型等。
權(quán)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(shè)置數(shù)個(gè)凸起，每個(gè)凸起的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有鉆頭鋼體水槽(8)、鉆頭水口(6)，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間在鉆頭鋼體(2)的頂部設(shè)置有鉆頭剛體水眼(7)，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間設(shè)置金剛石孕鑲塊(1)，金剛石孕鑲塊(I)的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有金剛石孕鑲塊水槽(4)，金剛石 孕鑲塊(I)的中心設(shè)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(gòu)成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊(I)含有內(nèi)外保徑聚晶(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種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(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種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(nèi)外側(cè)面均設(shè)置有金剛石聚晶層(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種取芯用孕鑲塊式金剛石鉆頭。本實(shí)用新型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(shè)置數(shù)個(gè)凸起，每個(gè)凸起的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有鉆頭鋼體水槽、鉆頭水口，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間在鉆頭鋼體的頂部設(shè)置有鉆頭剛體水眼，任意相鄰的兩個(gè)凸起之間設(shè)置金剛石孕鑲塊，金剛石孕鑲塊的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有金剛石孕鑲塊水槽，金剛石孕鑲塊的中心設(shè)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(gòu)成沖洗液通道，金剛石孕鑲塊含有內(nèi)外保徑聚晶。本實(shí)用新型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(jié)合能明顯提高了鉆頭壽命和鉆進(jìn)效率，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)E21B10/60GK202767890SQ20122032483
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者王傳留, 孫榮軍, 李鎖智, 高曉亮, 郭冬瓊, 張朋, 張曉亮 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)西安研究院