[其他]金剛石復合片鉆頭的焊接方法

無效

• 申請號: 86103437
• 申請日: 1986-05-24
• 公開（公告）號: CN86103437A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 葉玉屏;趙永明;周連科;李鵬鳴
• 申請（專利權）人: 地質礦產部探礦工程研究所
• 主分類號: B23K1/12
• 分類號: B23K1/12;B23K1/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到一種以金剛石復合片為切削刃制作鉆探用鉆頭的方法。

金剛石復合片可以用于制造地質、煤田和油井鉆探用的各種鉆頭，取得好的鉆進效果。但由于復合片不耐高溫，通常的金剛石鉆頭燒結工藝和硬質合金鉆頭的焊接工藝均難直接應用于制造復合片鉆頭。故目前世界上通常采用某種銅焊（專利號：EP-101-096-A）或者是將復合片先制成帶柄的鑲嵌塊再鑲嵌到鉆頭體上的方法（專利號：US4265-324，GB2108-554，CA-1077-018，UKPA2136035等），采用這些方法時，所用復合片必須是經過精加工過的，才能保證焊接牢固和鉆頭整體尺寸的要求，而復合片的精加工費用往往是很昂貴的。

本發明的任務在于提供一種將金剛石復合片鑲焊于鉆頭冠部上的方法，要求鑲焊牢固、對復合片的損傷小，同時不要求復合片有高的尺寸精度，以便降低鉆頭成本，獲得好的經濟效果。

本發明是在封閉的石墨模具內，在同一溫度下同時施用銀基釬料釬焊和無壓浸漬兩種方法，把復合片焊接在粉末冶金予制成型的鉆頭冠部。它包括用粉末冶金法燒結帶有予留孔和支撐背的鉆頭冠部、放置金剛石復合片及充填釬焊料、充填劑，施加銀釬焊熔劑并組裝封閉、入爐加溫保溫。

附圖表述了本發明的主要特征。

圖1為用粉末冶金法燒結而成的鉆頭基體，冠部有待焊復合片的予留孔和支撐背。

圖2為金剛石復合片、焊料和充填劑等在鉆頭冠部予留孔處的組裝結構圖。

圖3為焊接模具和待焊鉆頭總裝示意圖。

圖中：1-鋼體

2-鉆頭冠部

3-保徑突棱

4-保徑聚晶金剛石

5-內水口石墨片

6-予留孔

7-支撐背

8-復合片硬質合金層

9-復合片聚晶層

10-充填劑粉末

11-充填劑粉末

12-焊片（焊料Ⅰ）

13-焊絲（焊料Ⅰ）

14-焊絲（焊料Ⅱ）

15-頂環

16-上芯模

17-模套

18-下芯模

19-底模

本發明如附圖所示：先用粉末冶金法制成一個如圖1所示的帶予留孔和支撐背的鉆頭冠部，予留孔和支撐背的尺寸依復合片尺寸而定。然后將復合片、兩種銀基釬焊料和充填劑如圖2所示組裝好，入爐前在焊料上施以銀釬焊熔劑，并如圖3方式組裝封閉好，推入馬弗爐中加溫到680℃-720℃時，予置在復合片周圍的焊料Ⅰ達到釬焊所需的流動狀態，而焊料Ⅱ則達到可以浸漬充填劑粉末的程度，此時保溫2-4分鐘，實現釬焊和浸漬。由于擠緊了的充填劑固體粉末在受熱時會膨脹產生一定大小的壓力，使主焊面排氣排渣，提高釬焊質量，使復合片的硬質合金面被牢牢焊住;而充填劑粉末被焊料Ⅱ浸漬，冷卻后，在充填劑粉末與復合片接觸部位對復合片形成包鑲并與鉆頭胎體粘結在一起。

附圖1中鉆頭冠部胎體材料可以是WC、（W₂C+WC）、Cu、Ni、Co、Sn、Zn、Pb、Mn等金屬和金屬碳化物粉末的混合物，其中銅合金含量為30-55%，（W₂C+WC）含量為2-10%，應使得這種胎體有較高的強度和耐磨性，特別是要使這種胎體有好的焊接性能和吸收振動的能力。

附圖2中焊料Ⅰ（12）（13）為銀鎘釬料，Ag含量40-50%，Cu含量10-20%，Cd含量20-30%;焊料Ⅱ（14）為另一類低熔點銀基釬料，含有Ag、Cu、Zn、等成份，其中Ag含量為40-50%，Cu含量為25-35%，Zn含量20-30%;充填劑（10）（11）是一種無壓胎體骨架粉末料，由WC、W、Ni、Co、Fe、Mn等金屬和金屬碳化物粉末混合而成，其中含過渡族Ni、Co、Fe的成份為40-70%。

附圖3表明了封閉石墨模具由底模（19）、下芯模（18）、模套（17）、上芯模（16）、頂環（15）所組成。

現以φ56地質取心復合片鉆頭為例，說明本發明的實施過程：

取6片直徑φ8±0.2毫米、厚4±0.3毫米金剛石復合片。