[发明专利]金刚石复合截齿头的制造方法及金刚石复合截齿头

说明书

技术领域

本发明主要涉及到硬质材料领域，特指一种金刚石复合截齿头的制造方法。

背景技术

金刚石复合片是由金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压、高温条件下烧结而成，可分为普通型、特异型两大类，适用于勘探、采矿、石油、煤炭等行业。特异型复合片包括：锥球齿、球齿、楔形齿等。矿山采掘领域目前普遍采用的是硬质合金截齿头，金刚石复合截齿头由于其形状、结构的不规则性，在高压合成腔体内不易于建立稳定而适宜的温度、压力场，因此并未有相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种操作简单、能够制造出结构简单紧凑、具有很高抗冲击性能和耐磨性能的金刚石复合截齿头的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种金刚石复合截齿头的制造方法，其特征在于步骤为：

(1)、将金刚石和粉料按一定比例混合、搅拌形成金刚石混料，其中金刚石混料的组成为：按重量百分比金刚石80％～82％，硅6％～7％，钴12％～13％；

(2)、对硬质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层形成硬质合金基体；

(3)、把金刚石混料装入碳管中，预压成型，然后在碳管中装入硬质合金基体，进行真空净化处理；

(4)、将真空净化处理后的碳管放入叶腊石中，并在碳管的两端与叶腊石之间设置导电钢圈、钛圆和碳片，形成合成块；

(5)、在合成块中导电钢圈两端通入电流，以碳管作为加热器，在合成过程中通入电流从而发热，加热时间为90～120秒，合成压力为88～105MPa，合成温度为1500～1600℃，在合成过程中要保证六个合金顶锤同时从前、后、左、右、上、下六个方向对合成块进行加压；

(6)、后加工。

所述硬质合金基体的端部，即硬质合金基体与金刚石层的结合面上均匀分布若干凸点，凸点高度为0.3～0.8mm，直径为0.8～1.5mm，凸点与邻面由圆弧过渡。

上述步骤(4)中，导电钢圈高出叶蜡石两端0.8～3mm。

在真空净化处理后的碳管装入叶腊石之前，将叶蜡石放入195～205℃的烤箱中烘烤30～40分钟。

所述硬质合金基体为牌号为YG16C的钨钴硬质合金。

所述碳管为石墨模具。

一种金刚石复合截齿头，它包括硬质合金基体，其特征在于：所述硬质合金基体的端部上复合有金刚石聚晶层。

所述金刚石聚晶层和硬质合金基体的结合部上设有一个或一个以上的凸点。

所述凸点的高度为0.3～0.8mm，直径为0.8～1.5mm，凸点与邻面由圆弧过渡。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明金刚石复合截齿头的制造方法及金刚石复合截齿头，操作简单，通过解决温度、压力场与合成工艺的匹配关系，制造出结构简单紧凑、适用范围广、具有很高抗冲击性能和耐磨性能的金刚石复合截齿头，跟普通硬质合金相比，耐磨性能提高2000倍，抗冲击性能也得到了提高，应用于采掘工具上时，在钻进过程中，钻进速度可提高20％～30％，钻具的使用寿命大大延长，钻进成本降低30％左右。

附图说明

图1是本发明制作方法的流程示意图；

图2是本发明中硬质合金基体的结构示意图；

图3是本发明硬质合金基体装入碳管中的结构示意图；

图4是本发明中合成块的结构示意图；

图5是本发明的金刚石复合截齿头成品示意图。

图例说明

1、叶腊石        2、硬质合金基体

3、金刚石混料    4、碳管

5、导电钢圈      6、钛圆

7、碳片          8、凸点

9、金刚石聚晶层

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的金刚石复合截齿的制造方法，其步骤为：

(1)、将金刚石和粉料按一定比例混合、搅拌形成金刚石混料3，其中金刚石混料3的组成为：按重量百分比金刚石80％～90％，硅4％～8％，钴6％～12％；

(2)、对硬质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层后形成硬质合金基体2；

(3)、把金刚石混料3装入碳管4中，预压成型，然后在碳管4中装入硬质合金基体2，进行真空净化处理；

(4)、将真空净化处理后的碳管4放入叶腊石1中，并在碳管4的两端与叶腊石1之间设置导电钢圈5、钛圆6和碳片7，形成合成块；