[发明专利]一种高效耐磨切削工具

说明书

技术领域

本发明属于超硬复合材料技术领域，涉及切削软到坚硬岩石，尤其涉及一种适用于各种碎岩钻头用的切削齿，也涉及到金属切屑刀头用的复合切削工具，特别涉及一种高效耐磨切削工具。

背景技术

目前，国内外岩石切削工具的种类和制作方法很多，但是象聚晶金刚石复合片类切削工具的制备以通过金刚石压机进行高温高压制备的方法为主。尽管此法在不断改进和完善，复合片质量得到了大幅度提升，但有两方面问题难以克服。设备和工艺方面：一是一次只能压制一片复合片，生产效率低；二是成品率较低，直接成本高；三是若要大批量生产，设备一次性投入大；四是制备工艺技术控制难，高质量复合片制备技术主要掌握在国外少数几家企业，技术垄断导致复合片价格很高，高出国内价格一倍以上。复合片综合性能方面：切削效率、耐磨性和抗冲击性相互制约，如效率的提高往往会导致抗冲击性或耐磨性的下降，反之亦然，多项性能无法同步提高。如申请号为201110001815.8的发明专利申请和专利号为200620016041.0的实用新型专利，主要是为了提高复合片的切削效率，但因此类复合片表面不平，抗冲击性能有所下降，使用寿命缩短；再如申请号为200820053178.2的实用新型专利，主要是为了增加复合片的抗冲击性能，但因其表面成球面或弧面，切削岩石的效率有所下降。然而，对于用来切削岩石的切削工具来说，切削效率、耐磨性和抗冲击性等性能同时提高是最理想的结果。

发明内容

本发明的目的是要解决现有岩石切削工具存在的缺点，而提供一种高效耐磨切削刀具。

本发明是将不同形状的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用热压法或无压浸渍法烧制而成。

所述的超硬材料是聚晶金刚石或多晶金刚石或孕镶金刚石或立方氮化硼等其它超硬材料。

所述的粉末冶金材料配方及比例是：30~70%WC、0~30%YG6、0~30%Ni、0~15%Mn、0~15%Co和20~60%663青铜。

切削工具中的超硬材料可以由一个切削单元构成，也可以由多个切削单元组成。每个超硬材料单元的截面形状不限。粉末冶金材料用来固定和保护超硬材料，切削岩石时，粉末冶金材料先于超硬材料磨损，超硬材料出露，切削面产生沟槽形结构，改变岩石受力状态，能有效改善切削工具的排屑环境和冷却环境，切削岩石效率提高。

本发明应用到切削岩石钻头中，可以提高钻头的切削岩石效率和使用寿命。切削面产生的沟槽形结构能够改善了切削工具的抗冲击性、局部水力学状态、切削条件和排屑环境，可以提高机械钻速和使用寿命。

本发明的有益效果：本发明之高效耐磨切削工具，具有寿命长、钻速高、能耗低、防粘能力强等特点。

附图说明

图1、图2是由单层多个切削单元组成的高效耐磨切削工具截面图。

图3、图4是由单层一个切削单元组成的高效耐磨切削工具截面图。

图5、图6、图7、图8是由双层多个不同截面形状的切削单元组成的高效耐磨切削工具截面图。

具体实施方式

本实施例是将不同形状的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用热压法或无压浸渍法烧制而成。

所述的超硬材料是聚晶金刚石或多晶金刚石或孕镶金刚石或立方氮化硼等其它超硬材料。

所述的粉末冶金材料的重量百分比的配方是：30~70%WC、0~30%YG6、0~30%Ni、0~15%Mn、0~15%Co和20~60%663青铜。

实施例1：

请参阅图1和图2所示，按计算所得粉末冶金混合材料装入组装好的石墨模具中压实，形成工具的基层3，上部按照设计放置直径或边长为1-3mm，长度为3-10mm的多晶金刚石，按照设计排布后压实，形成工具的切削单元2，再加入计算所得粉末冶金材料，再压实，形成工具的保护层1，最后放上石墨压块，烘干后在温度1100℃，压力在150Kgf/Cm²的条件下热压成型，缓慢冷却后退模，再进行表面清理、成形加工，即为高效耐磨切削工具，切削工具形状和大小可任意设计和制备。

实施例2：