[發明專利]一種脫鈷PDC復合片鉆頭及其制備工藝

有效

• 申請號: 201410007961.5
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103696699A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 許永紅;陳洪俊
• 申請（專利權）人: 弘元超硬材料（河南）有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;B22F3/24
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

1.一種脫鈷PDC復合片鉆頭，包括基體（1），其特征在于：所述基體（1）上端設置胎體（4），所述基體（1）的端面上設置有徑向排列的?PDC復合片切削齒（2），所述PDC復合片切削齒（2）上設置有金剛石和硬質合金的復合層（3），所述基體（1）端面的中間位置設置有凹槽，所述凹槽上也設置有所述PDC復合片切削齒（2），所述PDC復合片切削齒（2）為脫鈷PDC復合片切削齒，所述脫鈷PDC復合片切削齒在670-720℃的溫度下與所述基體（1）相焊接。

2.如權利要求1所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭，其特征在于：所述基體（1）側面上設置有硬質合金條（5）和金剛石聚晶保徑（6），所述硬質合金條（5）和金剛石聚晶保徑（6）均通過高溫焊接固定在基體（1）上。

3.如權利要求1所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭，其特征在于：所述基體（1）端面上還布設有通水孔（7），所述通水孔（7）出口端設置有排屑和冷卻用的水槽（8）。

4.如權利要求1所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭，其特征在于：所述脫鈷PDC復合片切削齒中脫鈷深度為0.1-0.3毫米。

5.如權利要求1所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭，其特征在于：所述脫鈷PDC復合片切削齒中脫鈷深度為0.25-0.3毫米。

6.如權利要求1所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭，其特征在于：所述脫鈷PDC復合片切削齒中脫鈷深度為0.3毫米。

7.一種如權利要求1所述的脫鈷PDC復合片鉆頭的制備工藝，其特征在于：該工藝的步驟如下：

S01：制備柱狀基體；

S02：將硬質合金鋼在溫度為975-985℃、壓力為16.5-19?MPa條件下與基體粘結在一起形成胎體，在壓制胎體時預留基體端面徑向排列的PDC復合片切削齒的齒穴、基體端面中心部位PDC復合片切削齒的齒穴和基體外側硬質合金條和金剛石聚晶保徑鑲焊槽；

S03：在基體端面開設通水孔，在通水孔出口端開設排屑和冷卻用水槽；

S04：將PDC復合片切削齒進行脫鈷工藝處理；

S05：?670-720℃的溫度下，將脫鈷處理后的PDC復合片切削齒焊接固定在齒穴中，在基體外側的鑲焊槽中焊接硬質合金條和金剛石聚晶保徑；

S06：脫鈷PDC復合片鉆頭制備完成。

8.如權利要求7所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭的制備工藝，其特征在于：所述步驟S04中脫鈷工藝處理的步驟為：在自動控制儀的封閉容器中盛滿濃度低于30%的氯氣，加入與反應物的質量比為0.22%-0.30%的觸媒劑，在溫度為250-350℃、壓力為1.5MPa~2.0MPa作用下脫去復合片金剛石表層中的鈷，脫鈷工藝處理后PDC復合片切削齒金剛石表層的脫鈷深度為0.1~0.3毫米。

9.如權利要求7所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭的制備工藝，其特征在于：所述步驟S04中脫鈷工藝處理的步驟為：在自動控制儀的封閉容器中盛滿濃度低于30%的氯氣，加入0.22%-0.30%濃度的觸媒劑，在溫度為300-350℃、壓力為1.5MPa~2.0MPa作用下脫去復合片金剛石表層中的鈷，脫鈷工藝處理后PDC復合片切削齒金剛石表層的脫鈷深度為0.25~0.3毫米。

10.如權利要求7所述的一種脫鈷PDC復合片鉆頭的制備工藝，其特征在于：所述步驟S04中脫鈷工藝處理的步驟為：在自動控制儀的封閉容器中盛滿濃度為25%的氯氣，加入0.22%-0.30%濃度的觸媒劑，在溫度為350℃、壓力為1.5MPa~2.0MPa作用下脫去復合片金剛石表層中的鈷，脫鈷工藝處理后PDC復合片切削齒金剛石表層的脫鈷深度為0.3毫米。