[發(fā)明專利]一種強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體及鉆頭的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610130246.X
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105779850B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高超;吳國(guó)榮;王生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C30/02
• 分類號(hào): C22C30/02;C22C30/06;C22C30/04;C22C30/00;C22C26/00;C22C1/05;C22C38/16;C22C38/10;C22C38/08;C22C33/02;E21B10/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于加工大理石的鉆頭及其制備方法，特別涉及一種強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體及該鉆頭的制備方法。

背景技術(shù)

大理石主要指變質(zhì)或沉積的碳酸鹽巖類的巖石，屬于中硬石材，其主要的化學(xué)成分是碳酸鈣，約占其總含量的50％。大理石有美麗的顏色、花紋，并有著較高的抗壓強(qiáng)度和良好的物理化學(xué)性能，其分布廣泛且易于加工。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大理石應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在人們生活中起著重要作用；特別是在近10幾年來(lái)，大理石裝飾板材大批量地進(jìn)入建筑裝飾裝修業(yè)，不僅用于豪華的公共建筑物，也進(jìn)入了家庭的裝飾，如將大理石用于制造精美的用具，如家具、燈具、煙具及藝術(shù)雕刻等。有些大理石(包括石灰?guī)r、白云巖、大理巖等)還可以作耐堿材料，在大理石開(kāi)采、加工過(guò)程中產(chǎn)生的碎石、邊角余料也常用于人造石、水磨石、石米、石粉的生產(chǎn)，可用作涂料、塑料、橡膠等行業(yè)的填料。

隨著大理石的廣泛使用，人們對(duì)大理石的加工質(zhì)量要求也越來(lái)越高，通常選用孕鑲金剛石鉆頭對(duì)大理石進(jìn)行機(jī)械加工，從而獲得較好的加工質(zhì)量。目前，孕鑲金剛石鉆頭主要用于高硬度的陶瓷材料的加工，為了適應(yīng)高強(qiáng)度、高硬度陶瓷的加工，孕鑲金剛石鉆頭的胎體對(duì)金剛石的包鑲能力通常較弱，以保證金剛石磨粒及時(shí)出露；由于大理石的硬度和強(qiáng)度相對(duì)于陶瓷材料較小，對(duì)金剛石磨粒的磨損力度也較小，將現(xiàn)有的孕鑲金剛石用于加工大理石，容易出現(xiàn)鉆頭胎體磨損速度快于金剛石磨粒磨損速度的現(xiàn)象，導(dǎo)致金剛石鉆頭的穩(wěn)定性、加工效率和加工質(zhì)量降低。因此，研制胎體對(duì)金剛石磨粒包鑲能力強(qiáng)的金剛石鉆頭來(lái)加工大理石，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供硬度高、塑性強(qiáng)、耐磨性強(qiáng)、磨損速度遠(yuǎn)低于金剛石磨粒磨損速度的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體，本發(fā)明的第二目的是提供一種包含該胎體的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體，按重量份數(shù)包括如下原料：純Fe粉45～55份，純Cu粉30～40份，純Sn、純Zn的混合粉12～18份，純Co、純Ni的混合粉3～5份，純La、純Ce的混合粉1份；其中，每種混合粉中的兩種金屬為任意比例。

純Fe粉優(yōu)選為47～51份；純Cu粉優(yōu)選為33～36份；純Sn、純Zn的混合粉優(yōu)選為13～16份；純Co、純Ni的混合粉優(yōu)選為3～4份。

本發(fā)明所述的包含上述胎體的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭的制備方法，包括如下步驟：

(1)按重量份數(shù)配制胎體，將濃度為50％的金剛石與胎體混合、裝入石墨模具中熱壓燒結(jié)，當(dāng)混合料接近塑性狀態(tài)時(shí)加壓成型，燒結(jié)制成金剛石燒結(jié)體，其中，燒結(jié)溫度為810～840℃，燒結(jié)壓強(qiáng)為14.5～14.8MPa；

(2)將金剛石燒結(jié)體保溫1.8～2.4min后，冷卻至室溫；

(3)待金剛石燒結(jié)體冷卻后，將其釬焊固定在金屬基體上制成金剛石鉆頭。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的胎體具有較高的硬度及較強(qiáng)的塑性，耐磨性強(qiáng)，對(duì)金剛石磨粒的包鑲能力強(qiáng)，且胎體的磨損速度較慢，遠(yuǎn)低于金剛石磨粒的磨損速度；使用本發(fā)明制得的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭加工大理石，不僅可以提高加工效率和加工質(zhì)量，還可以延長(zhǎng)金剛石鉆頭的工作壽命，制作成本也較低，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體的斷面圖；

圖2本發(fā)明制備的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體的磨損形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的強(qiáng)孕鑲金剛石鉆頭胎體，按重量份數(shù)包括如下原料：純Fe粉45～55份，純Cu粉30～40份，純Sn、純Zn的混合粉12～18份，純Co、純Ni的混合粉3～5份，純La、純Ce的混合粉1份；且上述每種混合粉中的兩種金屬可為任意比例。通過(guò)增強(qiáng)鉆頭胎體對(duì)金剛石磨粒的包鑲作用，使得加工過(guò)程中鉆頭胎體磨損速度與金剛石磨粒磨損速度接近，有效提高金剛石鉆頭加工的穩(wěn)定性，同時(shí)也延長(zhǎng)了金剛石的工作壽命。

該胎體以Fe和Cu為主要原料，制得的胎體具有較高的硬度，具有較高的硬度及較強(qiáng)的塑性，耐磨性強(qiáng)，使得胎體的磨損速度較慢，遠(yuǎn)低于金剛石磨粒的磨損速度。鐵與金剛石有較好的潤(rùn)濕性和較大的附著能力，高溫下能與金剛石生成多種碳化物，其對(duì)金剛石輕度刻蝕時(shí)不會(huì)損失金剛石強(qiáng)度，在一定程度上還能增強(qiáng)金剛石在胎體中的把持力；而銅與碳化物及骨架材料的相容性很好，有助于提高胎體的成型性和可燒結(jié)性。