[發明專利]一種焊接式鉆頭的環形胎體及其制作方法

在審

• 申請號: 201711037811.9
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107812949A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 潘曉毅;謝德龍;肖樂銀;林峰;胡喬帆;王進保
• 申請（專利權）人: 中國有色桂林礦產地質研究院有限公司
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F5/08;C22C26/00;C22C30/02;C22C30/04;C22C38/04;C22C38/10;C22C38/08;C22C38/16
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及鉆頭的環形胎體的制作方法，具體涉及一種焊接式鉆頭的環形胎體及其制作方法。

背景技術

金剛石鉆頭在我國已有近60年的發展歷程，目前已廣泛運用于勘探、石材加工、玻璃加工等行業，品類繁多、尺寸形貌各異。金剛石鉆頭由胎體與帶螺紋的鉆頭基體連接構成，目前，制作金剛石鉆頭的方法主要有：中頻熱壓燒結法、電阻熱壓燒結法、電鍍法、焊接法等。

隨著焊接技術的不斷革新與進步，因其自動化程度高、連接強度好、產品尺寸范圍跨度大等優勢，獨立制作金剛石胎體再經焊接制作金剛石鉆頭的焊接法愈加的受到青睞。但現有單獨形成胎體上的工作齒后再經焊接得到的胎體存在抗彎折能力較低、圓周跳動尺寸范圍較高、取芯成型質量較差等不足。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種焊接式鉆頭的環形胎體及其制作方法。由該方法制得的環形胎體抗彎折能力高、圓周跳動尺寸范圍較高、取芯成型質量高，而且成品率高。

本發明所述的焊接式鉆頭的環形胎體的制作方法，該環形胎體呈環形結構，包括與鉆頭的基體相連接的工作齒和水口塊，所述工作齒于基體上圓周均布，所述水口塊設于相鄰兩個工作齒之間，所述工作齒由上至下包括工作層、過渡層和焊接層，具體的制備方法包括以下步驟：

1)根據具體鉆進對象確定工作齒的工作層、過渡層和焊接層的配方以及水口塊的配方，將各配方分別混料，分別得到工作料、過渡料、焊接料和水口料；

2)獲得工作齒冷壓坯；

3)將工作齒冷壓坯均勻放置于環形成型模具中，在相鄰兩個工作齒之間填充水口料，然后將填充有水口料的環形成型模具置于燒結爐中進行熱壓燒結，即得到所述的焊接式鉆頭的環形胎體；其中，在填充水口料時，按設計要求用量的110-160wt％的投料量進行過飽和填充。

上述制作方法的步驟2)中，可以通過以下兩種方法之一獲得工作齒冷壓坯：

①按焊接料、過渡料和工作料的先后順序依次填充于冷壓模具中，然后置于冷壓成型機中冷壓成型，得到工作齒冷壓坯；

②將焊接料、過渡料和工作料分別通過冷壓成型獲得工作層冷壓坯、過渡層冷壓坯和焊接層冷壓坯，然后按焊接層冷壓坯、過渡層冷壓坯和工作層冷壓坯的先后順序由下至上依次疊放，得到工作齒冷壓坯。

上述制作方法的步驟3)中，所述水口料的填充方式可以是直接填充水口料；也可以是將水口料制成顆粒，然后填充這些顆粒；還可以是將水口料冷壓成水口塊冷壓坯，然后再填充水口塊冷壓坯。

申請人的試驗表明，在填充水口料時，采用過飽和填充水口料的方式可以有效提高成品率，當采用前述限定用量的過飽和填充水口料時，成品率較按設計要求用量進行填充提高20％以上；進一步優選按設計要求用量的120-150％的投料量進行過飽和填充。

本發明所述制作方法中涉及的冷壓工藝與現有技術相同，具體的，冷壓時的壓力為8-15MPa，保壓時間為3-10s。

本發明所述制作方法中涉及的熱壓工藝與現有技術相同，具體的，熱壓時的溫度為780-900℃，壓力為25-40MPa，保壓時間為5-10min。

進一步地，本發明所述制作方法中，在填充完水口料之后、進行燒結之前，還包括在水口料投料部位預置水槽造型條的步驟，從而使得在完成燒結后節省在胎體上加工水槽的步驟。

進一步地，本發明所述制作方法中，在完成工作齒冷壓坯均勻放置于環形成型模具中之后、在相鄰兩個工作齒之間填充水口料之前，還包括在水口料投料部位預置底噴造型條的步驟，從而斂是在完成燒結后節省胎體上加工底噴孔的步驟。

本發明還包括由上述方法制作得到的焊接式鉆頭的環形胎體。

與現有技術相比，本發明的特點在于：

1、采用將構成環形胎體的各工作齒及水口塊單次獨立燒結成型的工藝，同一環形胎體上的工作齒質量差異小，可在工作過程中同步磨損消耗，所制造鉆頭工作穩定性高，同批次工作壽命相近；與單獨制作工作齒再得到胎體的方法相比，所得環形胎體的力學分散性好，抗彎折能力高，可制作更高工作層的環形胎體來提升所制造鉆頭的工作壽命；

2、采用將構成環形胎體的各工作齒及水口塊單次獨立燒結成型的工藝，外徑成型精度由模具決定，內徑精度與質量由模芯決定，與單獨制作工作齒再得到胎體的方法相比，所得環形胎體可避免設備因素造成的圓周跳動，同批次外徑范圍變動小，整體鉆進成孔質量好；并可避免設備因素造成的內徑偏差，取芯成型質量高；