[发明专利]采用条坯组装烧结成型制作钻齿的方法

说明书

本发明公开了一种采用条坯组装烧结成型制作钻齿的方法，具体包括以下步骤：1)按设计要求称取各原料，之后混料，分别得到含有超硬磨粒的工作料、含聚晶碎粒的保径料、过渡料和结合料；2)将含有超硬磨粒的工作料和结合料制作成在高度方向上具有双层或三层结构的钻进工作条状坯；将含聚晶碎粒的保径料制作成聚晶保径条状坯；3)对所得各条状坯进行预处理；4)将所得预处理后的条状坯进行排布装模，之后进行烧结成型；5)烧结成型后脱模并进行后续加工。本发明所述方法适配性强、自动化程度高，由该方法制作的钻齿质量稳定、自锐性强、工作面成分可按需设计排布。

技术领域

本发明涉及一种钻齿/钻头的制作方法，具体涉及一种采用条坯组装烧结成型制作钻齿的方法。

背景技术

金刚石钻头在我国已有近60年的发展历程，目前已广泛运用于勘探、石材加工、玻璃加工等行业，品类繁多、尺寸形貌各异。总体而言，现有金刚石钻头的制作流程主要为：混料、组装、烧结、后续加工。金刚石钻头传统的中频热压烧结的制作方式存在人工操作繁琐、生产周期长、生产质量人为影响因素高等不足；近几年出现的先冷压钻齿坯块再行烧结的制作方式由于产品种类繁多，存在模具通用性低、模具成本占比高等不足；而自动冷压钻齿坯块再行烧结的制作方式则存在设备成本高、模具通用性差、模具更换成本高等不足。这些工艺的不足限制了金刚石钻头生产企业的发展，在激烈的市场竞争下有必要开发一种适配性强、自动化高、适合流水线生产的低成本工艺方法。另一方面，现有工艺制作的钻齿有成分不均匀、质量不稳定、工作面成分差异化可设计性低等缺点，导致产品对严苛工况适应性不足、工作对象覆盖面窄，这也要求进一步的革新工艺、改良产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适配性强、自动化程度高、适合流水线生产的采用条坯组装烧结成型制作钻齿的方法。由该方法制作的钻齿质量稳定、自锐性强、工作面成分可按需设计排布。

本发明所述的采用条坯组装烧结成型制作钻齿的方法，包括以下步骤：

1)按设计要求称取各原料，之后混料，分别得到含有超硬磨粒的工作料、含聚晶碎粒的保径料、过渡料和结合料；

2)将含有超硬磨粒的工作料和结合料制作成在高度方向上具有由工作层和结合层组成的双层结构的钻进工作条状坯；或者是将含有超硬磨粒的工作料、过渡料和结合料制作成在高度方向上具有由工作层、过渡层和结合层组成的三层结构的钻进工作条状坯；将含聚晶碎粒的保径料制作成聚晶保径条状坯；

3)对所得钻进工作条状坯、聚晶保径条状坯进行包括干燥、去氧还原操作的预处理，得到预处理后的钻进工作条状坯和聚晶保径条状坯；

4)将所得预处理后的钻进工作条状坯和聚晶保径条状坯按照设计要求进行排布装模，之后进行烧结成型；

5)烧结成型后脱模并进行后续加工。

本发明所述方法的步骤1)中，所述的含有超硬磨粒的工作料、含聚晶碎粒的保径料、过渡料和结合料的组成及配比可以根据需要进行具体设计，也可以是现有技术中的常规选择。

本发明所述方法中，为了使步骤1)混合所得的各种物料在后续步骤中更容易成型，优选是在步骤1)中的混料过程中加入辅助成型剂，辅助成型剂的选择及用量与现有技术相同，通常为乙醇和甘油的组合物，更具体可以是乙醇和甘油以1-3：1的体积比组成的组合物。

本发明所述方法的步骤2)中，当钻进工作条状坯在其高度方向上为具有工作层、过渡层和结合层组成的三层结构时，主要应用于钻齿独立成型，之后还需要将钻齿焊接在基体上的场合，其中的工作层即为钻齿用于钻进的工作部分，结合层则即为与基体焊接的部分，过渡层则处于工作层与结合层之间，以实现工作层和结合层之间的应力、脆性、强度等的逐渐过渡，减少其发生断裂的情况。