[发明专利]环式金刚石复合材料防磨带的加工方法及模具

权利要求书

1.一种环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，首先提供一加工模具，该加工模具包括有上模、下模和砂芯，所述下模为圆环体并水平放置在一平台上，下模内同心放置所述砂芯，砂芯与下模内壁形成环形空间，在砂芯的外侧套设一底部设有外缘的第一套筒，所述第一套筒的外缘抵靠于下模内壁，在所述第一套筒外侧且位于所述外缘上方设有一第二套筒，所述第二套筒的外壁抵靠于下模内壁，所述第二套筒与第一套筒之间具有设置多个块状聚晶金刚石的环形间隙；在所述环形间隙上方且位于第一套筒顶部固定设有一套设在砂芯外侧的套环体；所述上模为卡设在下模上方的一环形容器，该环形容器的底面设有多个连通于下模内部的透孔；

所述加工方法包括以下步骤：

(1)拌粉：将防磨基底材料配方中各种粉末按设计含量要求放入混料罐中，混料时间不少于两小时，保证粉末的均匀混合；

(2)清洗:对第二套筒和多个块状聚晶金刚石进行清洗，确保块状聚晶金刚石的外表面和第二套筒的内表面上无影响粘接性能的杂质存在；

(3)粘块：将设计好的块状聚晶金刚石排布方案按实际尺寸制成双面胶条，并将多个块状聚晶金刚石粘接在双面胶条一面的对应位置上；将粘有聚晶金刚石的双面胶条的另一面贴在第二套筒的内表面上；

(4)组装：将粘有聚晶金刚石的第二套筒放入下模中的相应位置，将上述混合好的防磨基底材料粉末倒入下模内，在震动机上震实后，将上模卡设在下模上，并在上模内部放入适量的粘结合金；

(5)烧结：将组装好的模具放入烧结炉中采用无压浸渗工艺进行烧结，得到钻杆接头防磨带；

(6)机加工：将烧结后的防磨带从烧结炉中取出，并对防磨带进行机加工，使防磨带的实用尺寸满足使用要求。

2.如权利要求1所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：所述块状聚晶金刚石为石油、地质用热稳定聚晶金刚石，其形状为圆柱体、棱柱体、长方体、弧面长方体或长圆形柱体。

3.如权利要求1所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：所述块状聚晶金刚石在双面胶条上的排布方案为单列、双列或多列排布。

4.如权利要求3所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：每列上的多个块状聚晶金刚石按等距离设置。

5.如权利要求3所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：每列上的多个块状聚晶金刚石按等角度设置。

6.如权利要求3所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：每列上的多个块状聚晶金刚石按交错方式设置。

7.如权利要求1所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：所述防磨基底材料是由铸造碳化钨粉末与铜粉末、钴粉末、镍粉末、磷粉末中的一种粉末或任意几种粉末按照一定比例混合而成；所述粘结合金为铜基合金、镍基合金、钴基合金中的一种或任意几种的混合。

8.如权利要求1所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工方法，其特征在于：在步骤(5)中，在烧结炉空腔内放入适量的块状石墨，开始烧结，烧结温度为1040℃～1100℃，使熔融的粘结合金逐渐从透孔浸渗到下模中，保温30～50分钟；然后随炉冷却至将至900℃，取出空冷，制得环式金刚石复合材料钻杆接头防磨带，烧结后的材料之间的粘结强度≥60MPa。

9.一种环式金刚石复合材料防磨带的加工模具，其特征在于：该加工模具包括有上模、下模和砂芯，所述下模为圆环体并水平放置在一平台上，下模内同心放置所述砂芯，砂芯与下模内壁形成环形空间，在砂芯的外侧套设一底部设有外缘的第一套筒，所述第一套筒的外缘抵靠于下模内壁，在所述第一套筒外侧且位于所述外缘上方设有一第二套筒，所述第二套筒的外壁抵靠于下模内壁，所述第二套筒与第一套筒之间具有设置多个块状聚晶金刚石的环形间隙；在所述环形间隙上方且位于第一套筒顶部固定设有一套设在砂芯外侧的套环体；所述上模为卡设在下模上方的一环形容器，该环形容器的底面设有多个连通于下模内部的透孔。

10.如权利要求9所述的环式金刚石复合材料防磨带的加工模具，其特征在于：所述砂芯的顶面为中间高、四周低的锥面；所述套环体与第一套筒顶部焊接固定；所述第二套筒的上端由其内壁向外壁形成一渐扩的斜面。