[發明專利]具有良好性能的地質勘探鉆頭的制造方法

無效

• 申請號: 201310545590.1
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103806842A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 張翠
• 申請（專利權）人: 溧陽市江大技術轉移中心有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;B01J3/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種地質勘探鉆頭的制造方法。

背景技術

現在地質勘探鉆頭廣泛采用金剛石復合片形成。地質勘察勘探的復合片鉆頭，適用于軟到中硬巖層。金剛石以其特有的高硬度、高彈性模量、高熱導率。目前，加工工具以孕鑲單晶金剛石為主，燒結多晶金剛石工具正蓬勃興起。燒結多晶金剛石，則以單晶金剛石顆粒與金屬粉末的混合物方式或以單晶金剛石顆粒上覆蓋預制合金薄片方式形成的金剛石復合片為主。金剛石復合片(Polycrystalline?Diamond?Compound，簡稱為PDC)具有很好的耐磨性、熱穩定性、抗壓強度和抗沖擊韌性。但是，利用現有技術制造金剛石復合片，進而制得地質勘探鉆頭的性能尚不能完全滿足人們需要，人們希望得到性能更好的地質勘探鉆頭的制造方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種穩定性好、抗沖擊韌性好、耐磨性高、磨耗比低的地質勘探鉆頭的制造方法。為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種地質勘探鉆頭的制造方法，所述方法包括以下步驟：

a、原料組成：以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉54%和鈦46%；

b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.37%的催化劑，將其原料和催化劑裝入碳合成模中；

c、然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內保持64～68分鐘；所述真空爐內真空度為0.0009～0.0012Pa，溫度為100～150℃；

d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機中進行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為595～605A，加熱時間為64～66s，壓力為0.8～1.2萬公斤，保壓時間為98～102s；

e、高溫高壓合成后進行卸壓，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成地質勘探鉆頭。

根據上述的地質勘探鉆頭的制造方法，步驟b中所述催化劑為硼。

根據上述的地質勘探鉆頭的制造方法，步驟d中所述高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時間為100s。

本發明的積極有益效果：

本發明采用了特殊的混合原料和催化劑及其配比，根據該方法制備而成的地質勘探鉆頭，抗沖擊韌性好，具有極高的耐磨性。本發明產品的磨耗比較低，相比于天然金剛石具有更高的研磨效率。另外，利用本發明技術方案制備而成的金剛石復合片，產品自銳性能好，研磨效率高。

具體實施方式：

以下實施例僅為了進一步說明本發明，并不限制本發明的內容。

實施例1：

一種地質勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細步驟如下：

a、原料組成：以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉54%和鈦46%；其中54%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5～7金剛石粉組成；

b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.37%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；

c、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內保持66分鐘；所述真空爐內真空度為0.001Pa，溫度為120℃；

d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機中進行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時間為100s；

e、高溫高壓合成后進行卸壓，卸壓后得到金剛石復合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成地質勘探鉆頭。

除上述實施例外，本發明還可以按照下面實施例制造，根據下述方法制得的金剛石復合片性能相比上述實施例略低，但比現有技術中仍有大幅提高。

實施例2：

一種地質勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細步驟如下：

a、原料組成：以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉56%和鈦44%；其中56%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5～7金剛石粉組成；

b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.35%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；

c、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內保持64分鐘；所述真空爐內真空度為0.0009Pa，溫度為100℃；