[发明专利]聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿潜孔钻头及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碎岩球齿，特别是涉及一种抗冲击能力强、耐磨性能高的聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿。

背景技术

硬质合金球齿潜孔钻头是一种现有的冲击破碎岩石的材料，相对于其他金属材料做成的潜孔钻头来说，具有一定的抗冲击能力和较高的硬度，目前一直被人类作为冲击破碎岩石的工业牙齿而大量使用。

用硬质合金球齿镶嵌在金属钢体上做成各种潜孔钻头，当冲击破碎软岩石，表现出有较高的效率和较长的寿命，能够满足工程施工中碎岩的要求，但当碰到硬度较大的岩石时，尽管硬质合金球齿也有比较高的硬度，但硬质合金球齿磨损仍很快，表现为寿命短、效率低，这样硬质合金球齿钻头就严重影响了破碎岩石的效果，在很多花岗岩类等硬地层中，利用硬质合金球齿做成的冲击碎岩钻头寿命不到10米，这不仅影响了工程施工进度，也造成了很大的材料消耗，而生产硬质合金球齿的主要原材料是碳化钨钴、镍等，这些都是不可再生的自然资源，使用寿命极短的硬质合金球齿潜孔钻头带来了巨大的资源浪费，因而有必要找到和发明一种改善冲击破碎岩石的新型复合球齿潜孔钻头，以利于改观硬质合金球齿潜孔钻头碎岩存在的寿命短、效率低的弊端。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种抗冲击性能和抗耐磨性能高，适于制造潜孔钻头碎岩工具上使用的聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿潜孔钻头。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿潜孔钻头，包括硬质合金球齿主体，在所述的硬质合金球齿主体中至少设有一颗聚晶金刚石。

所述的聚晶金刚石为聚晶金刚石短圆柱，设在所述的硬质合金球齿主体上的孔洞内，所述的聚晶金刚石短圆柱的长度和直径尺寸为1～50mm×φ1～φ30mm。

所用的硬质合金球齿主体的孔洞是在所述的硬质合金球齿主体的生产中预先形成的，或是通过激光打孔的工艺得到。

所述的聚晶金刚石短圆柱通过过盈配合的方式镶嵌固定在所述的硬质合金球齿主体的孔洞内，所述的孔洞和所述的聚晶金刚石短圆柱配合的过盈量控制在0.01～0.05mm。

所述的聚晶金刚石短圆柱通过钎焊的方式固定在硬质合金球齿主体的孔洞内，采用的钎焊方法是银焊、铜焊或激光焊。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿潜孔钻头的制造工艺，通过机械加工方式得到所需尺寸的潜孔钻头钢体，潜孔钻头钢体的加工工序为：备料-锯切下料-锻粗-调质处理-机加工-淬火热处理-钻孔，然后将聚晶金刚石-硬质合金复合球齿固定在潜孔钻头钢体的孔内，对潜孔钻头钢体进行固复合齿-后处理-质量检验-包装出库。

与现有的硬质合金球齿潜孔钻头相比，本发明提供的聚晶金刚石-硬质合金复合球齿潜孔钻头，由于采用了硬质合金和聚晶金刚石多种主要材料制作聚晶金刚石-硬质合金复合球齿，在性能方面保持了硬质合金拥有的高抗冲击性能，同时由于金刚石是目前世界上发现并被大量使用的最硬的矿物，因而聚晶金刚石具有极高的耐磨性能，因而聚晶金刚石-硬质合金复合球齿在保持现有硬质合金球齿高抗冲击性能的前提下，耐磨性能也远远高于硬质合金，具有极高的耐磨性能，保证聚晶金刚石-硬质合金复合球齿制成潜孔钻头后具有很高的使用效率和很长的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的聚晶金刚石-硬质合金复合球齿结构示意图。

图2是本发明的聚晶金刚石-硬质合金复合球齿的俯视图。

图3是本发明的聚晶金刚石-硬质合金复合碎岩球齿潜孔钻头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述。

参见图1、图2和图3，潜孔钻头钢体4上设多个硬质合金球齿主体1，在硬质合金球齿主体1上设有四个孔洞3，每个孔洞3内设有一颗聚晶金刚石短圆柱2，聚晶金刚石短圆柱2的长度和直径尺寸为1～50mm×φ1～φ30mm。

聚晶金刚石短圆柱2是通过人造金刚石合成机器在高温高压的条件下得到的。

所用的硬质合金球齿主体1是专门厂家或硬质合金生产企业制造得到的，硬质合金球齿主体1中的孔洞3是在硬质合金球齿主体1生产中预先形成的，或通过激光打孔的工艺得到，孔洞3的尺寸大小与所用的聚晶金刚石短圆柱2的尺寸相配合。

聚晶金刚石短圆柱2通过过盈配合的方式镶嵌固定在聚晶金刚石短圆柱2的孔洞3内，孔洞3和聚晶金刚石短圆柱2配合的过盈量控制在0.01～0.05mm。

聚晶金刚石短圆柱2还可以通过钎焊的方式固定在硬质合金球齿主体1的孔洞3内，采用的钎焊方法是银焊、铜焊或激光焊。