[发明专利]金刚石地质钻头的上砂方法

说明书

技术领域

本发明属于钻探工程领域，更具体的说，是涉及一种在电镀或电铸工艺制造金刚石地质钻头过程中固定金刚石颗粒的上砂工艺。

背景技术

在电镀或电铸金刚石地质钻头生产工艺中，上砂工艺是一个重要的工序，其目的是将金刚石颗粒固定在钻头钢体特定部位。传统工艺为飘砂法。由于电镀或电铸金刚石地质钻头是采用低温电镀或电铸的方式，将金刚石颗粒镶到钻头钢体唇齿面上制成的，金刚石的物理性能没有受到任何影响，金刚石地质钻头具有耐磨好，钻探效率高，使用寿命较长等优点，因而在钻探工程中普通使用。传统方法上砂工艺是采用飘砂法来完成的，其方法是用绝缘清漆以及绝缘胶带封闭好钻头钢体，保径上砂时，横向放置于电镀或电铸溶液底部，用吸耳球把金刚石颗粒飘洒到一个齿的外径上和对面齿的内径上。继续电镀或电铸一定厚度的金属合金沉积层后，在溶液中将钻头转动到下一个齿，同样把金刚石颗粒飘洒到该齿的外径和对面齿的内径上，而上一个齿则在此同时继续电镀或电铸金属合金；如此重复，将所有齿的内、外唇面电镀或电铸一层或多层金刚石复合镀层。当达到一定尺寸后，上好内外保径夹具正立放置，用飘砂法继续电镀或电铸端面砂，最后制造出电镀或电铸金刚石地质钻头。上述制造方法存在诸多需要解决的技术问题，如工作环境差，操作环节繁琐，劳动强度大，生产周期长，上砂质量不稳定，均匀性差，生产效率低，生产成本高，同时影响钻头的使用寿命，在一定程度上制约了电镀或电铸金刚石地质钻头的发展。

发明内容

本发明的目的是要提供一种新的上砂方法，解决电镀或电铸金刚石地质钻头传统工艺中飘砂法存在的技术问题，降低人工劳动强度，减少上砂时间，缩短生产周期，进一步稳定和提高产品质量，降低生产成本。

本发明的技术方案是这样实现的，金刚石地质钻头的上砂方法，其特征是：采用埋砂法在地质钻头唇齿弧形凸块上、内、外侧电镀或电铸金刚石复合镀层，实现金刚石颗粒与唇齿面的结合，生产制造金刚石地质钻头，其工艺步骤包含：

1)将初步除油除锈的钢体，先用清漆、绝缘带、水口塞封闭钻头唇齿以外钢体部位，再用工装夹具装配好，露出钻头唇齿要电镀或电铸金属复合镀层的部位；

2)钢体经过浸蚀、水洗、除油、水洗、活化、水洗、带电入槽，进入预镀工序；

3)钻头带电入槽放置在电镀或电铸溶液中，预镀一定厚度的金属合金作为底层；尔后，将钻头唇齿裸露部位竖立或者倾斜放置，将金刚石颗粒用辅助器具飘洒到整个钻头的唇齿裸露部位，直至整个唇齿裸露部位埋没于金刚石颗粒中，继续电镀或电铸一定厚度的金属合金镀层后，倒去多余的金刚石，在钻头唇齿裸露部位一次性均匀固定一层金刚石颗粒；

4)将钻头继续放置于溶液中沉积金属合金层加厚固定；

5)当金属合金镀层覆盖到金刚石的体积的90％左右，在钻头唇齿裸露部位上继续用同样的埋砂法完成下一层的金刚石的上砂和固定；

6)如此反复以上操作，完成金刚石的保径上砂和固定；

7)当内外径达到要求的尺寸后，上好内外保径套，继续采用埋砂法来完成钻头唇齿的端面多次重复的上砂和金刚石的固定加厚；

8)当钻头唇齿的高度达到要求的高度后，即制造出电镀或电铸金刚石地质钻头。

本发明与现有技术相比具有显著的技术效果。本发明在制造金刚石地质钻头过程中，有效改善了工作环境，减少了操作环节，大大降低了工人的劳动强度；缩短了生产周期，降低了生产成本，具有普遍的推广实际意义，从而淘汰传统的落后的飘砂工艺。本发明制造的电镀或电铸金刚石地质钻头，产品质量稳定，金刚石均匀性好，而且产品质量有明显的提高。本发明适用于电镀或电铸金刚石地质钻头生产。

具体实施方式

本发明采用埋砂法在地质钻头唇齿弧形凸块上、内、外侧电镀或电铸金刚石复合镀层，实现金刚石颗粒与唇齿面的结合，生产制造金刚石地质钻头，其工艺步骤为：

1)将初步除油除锈的钢体，先用清漆、绝缘带、水口塞封闭钻头唇齿以外钢体部位，再用工装夹具装配好，露出钻头唇齿要电镀或电铸金属复合镀层的部位；

2)钢体经过浸蚀、水洗、除油、水洗、活化、水洗、带电入槽，进入预镀工序；

3)钻头带电入槽放置在电镀或电铸溶液中，预镀一定厚度的金属合金作为底层，尔后，将钻头唇齿裸露部位或者朝上正立放置；或者朝上倾斜放置；或者朝下倒立放置；或者朝下倾斜放置，将金刚石颗粒用辅助器具飘洒到整个钻头的唇齿裸露部位，直至整个唇齿裸露部位埋没于金刚石颗粒中，继续电镀或电铸一定厚度的金属合金镀层后，倒去多余的金刚石，在钻头唇齿裸露部位一次性均匀固定一层金刚石颗粒；

4)将钻头继续放置于溶液中沉积金属合金层加厚固定；