[發明專利]一種高效耐磨切削工具

無效

• 申請號: 201210379571.1
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102889057A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 高科;孫友宏;劉婧;馬銀龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;B22F5/00;B22F3/02;C22C29/08;C22C32/00;C22C9/00;C22C30/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明屬于超硬復合材料技術領域，涉及切削軟到堅硬巖石，尤其涉及一種適用于各種碎巖鉆頭用的切削齒，也涉及到金屬切屑刀頭用的復合切削工具，特別涉及一種高效耐磨切削工具。

背景技術

目前，國內外巖石切削工具的種類和制作方法很多，但是象聚晶金剛石復合片類切削工具的制備以通過金剛石壓機進行高溫高壓制備的方法為主。盡管此法在不斷改進和完善，復合片質量得到了大幅度提升，但有兩方面問題難以克服。設備和工藝方面：一是一次只能壓制一片復合片，生產效率低；二是成品率較低，直接成本高；三是若要大批量生產，設備一次性投入大；四是制備工藝技術控制難，高質量復合片制備技術主要掌握在國外少數幾家企業，技術壟斷導致復合片價格很高，高出國內價格一倍以上。復合片綜合性能方面：切削效率、耐磨性和抗沖擊性相互制約，如效率的提高往往會導致抗沖擊性或耐磨性的下降，反之亦然，多項性能無法同步提高。如申請號為201110001815.8的發明專利申請和專利號為200620016041.0的實用新型專利，主要是為了提高復合片的切削效率，但因此類復合片表面不平，抗沖擊性能有所下降，使用壽命縮短；再如申請號為200820053178.2的實用新型專利，主要是為了增加復合片的抗沖擊性能，但因其表面成球面或弧面，切削巖石的效率有所下降。然而，對于用來切削巖石的切削工具來說，切削效率、耐磨性和抗沖擊性等性能同時提高是最理想的結果。

發明內容

本發明的目的是要解決現有巖石切削工具存在的缺點，而提供一種高效耐磨切削刀具。

本發明是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用熱壓法或無壓浸漬法燒制而成。

所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼等其它超硬材料。

所述的粉末冶金材料配方及比例是：30~70%WC、0~30%YG6、0~30%Ni、0~15%Mn、0~15%Co和20~60%663青銅。

切削工具中的超硬材料可以由一個切削單元構成，也可以由多個切削單元組成。每個超硬材料單元的截面形狀不限。粉末冶金材料用來固定和保護超硬材料，切削巖石時，粉末冶金材料先于超硬材料磨損，超硬材料出露，切削面產生溝槽形結構，改變巖石受力狀態，能有效改善切削工具的排屑環境和冷卻環境，切削巖石效率提高。

本發明應用到切削巖石鉆頭中，可以提高鉆頭的切削巖石效率和使用壽命。切削面產生的溝槽形結構能夠改善了切削工具的抗沖擊性、局部水力學狀態、切削條件和排屑環境，可以提高機械鉆速和使用壽命。

本發明的有益效果：本發明之高效耐磨切削工具，具有壽命長、鉆速高、能耗低、防粘能力強等特點。

附圖說明

圖1、圖2是由單層多個切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。

圖3、圖4是由單層一個切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。

圖5、圖6、圖7、圖8是由雙層多個不同截面形狀的切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。

具體實施方式

本實施例是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用熱壓法或無壓浸漬法燒制而成。

所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼等其它超硬材料。

所述的粉末冶金材料的重量百分比的配方是：30~70%WC、0~30%YG6、0~30%Ni、0~15%Mn、0~15%Co和20~60%663青銅。

實施例1：

請參閱圖1和圖2所示，按計算所得粉末冶金混合材料裝入組裝好的石墨模具中壓實，形成工具的基層3，上部按照設計放置直徑或邊長為1-3mm，長度為3-10mm的多晶金剛石，按照設計排布后壓實，形成工具的切削單元2，再加入計算所得粉末冶金材料，再壓實，形成工具的保護層1，最后放上石墨壓塊，烘干后在溫度1100℃，壓力在150Kgf/Cm²的條件下熱壓成型，緩慢冷卻后退模，再進行表面清理、成形加工，即為高效耐磨切削工具，切削工具形狀和大小可任意設計和制備。

實施例2：