[发明专利]一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法有效

专利信息
申请号: 201910668418.2 申请日: 2019-07-23
公开(公告)号: CN110449678B 公开(公告)日: 2021-05-18
发明(设计)人: 杜全斌;张肇伟;王星星;龙伟民;王晓侃;耿美娟;周航;台畅;袁玲和;纠永涛;上官建林;徐东 申请(专利权)人: 河南机电职业学院
主分类号: B23K1/00 分类号: B23K1/00;B23K1/008;B23K1/20
代理公司: 洛阳公信知识产权事务所(普通合伙) 41120 代理人: 卫煜睿
地址: 451150 河南省郑州市*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 提高 pdc 基体 连接 强度 钎焊 方法
【权利要求书】:

1.一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一、将钻头钢基体和PDC硬质合金段依次进行打磨、碱洗、酸洗、丙酮擦洗和蒸馏水冲洗,风干备用;

步骤二、将步骤一风干后的PDC硬质合金段进行激光刻蚀处理,将激光刻蚀处理后的PDC硬质合金段依次进行镀钴和镀镍处理,使PDC硬质合金段形成一层钴镍复合镀层;

对PDC硬质合金段进行激光刻蚀处理的方法为:采用激光将PDC硬质合金段圆周面刻蚀成规则或不规则条状纹路或网状纹路;

步骤三、在步骤一风干后的钻头钢基体上加工齿穴,所述齿穴呈圆台状,所述齿穴的下底面大于上底面,且所述齿穴的母线与轴线夹角为0.5~2°,并对齿穴圆周面进行拉丝处理,然后将拉丝处理后的齿穴圆周面进行丙酮清洗,风干备用;

步骤四、在步骤二得到的涂覆有钴镍复合镀层的PDC硬质合金段的圆周表面和步骤三得到的拉丝处理后的齿穴圆周面上均匀涂覆单质硼和镍铈合金混合粉末,备用;

步骤五、在涂覆有单质硼和镍铈合金混合粉末的齿穴内的底面上放置圆盘形纤料后,将涂覆有单质硼和镍铈合金混合粉末的PDC硬质合金段放置于齿穴内,并在PDC硬质合金段与齿穴圆周面之间放置筒形钎料,得到钎焊装配组合件;

步骤六、将步骤五中得到的钎焊装配组合件放置于电阻炉中按程序控制加热,然后随炉冷却至室温,取出装配组合件,完成PDC与钢基体的高强度连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述条状纹路和网状纹路深度为0.05~1 mm,纹路间距1~4 mm。

3.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述步骤三中在齿穴圆周面进行拉丝处理的方法为:将齿穴固定在老虎钳上,将高速旋转的金刚石工具在齿穴圆周面上旋转摩擦,利用金刚石工具不同形式的轴向运动,使齿穴圆周面上形成拉丝纹路。

4.根据权利要求3所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述拉丝纹路为乱纹、波纹、螺纹中的一种,且所述拉丝纹路宽度为0.2~0.5mm,拉丝纹路深度为0.2~0.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述步骤四中单质硼和镍铈合金混合粉末中,单质硼粉末与镍铈合金粉末的质量比为4~5:1。

6.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述PDC硬质合金段上钴镍复合镀层厚度为0.1~1 mm,所述镀钴的钴层厚度与镀镍的镍层厚度的比例为1:3~5。

7.根据权利要求1或6所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述镀镍处理后镍层中均匀分布有镍刺。

8.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述圆盘形纤料和筒形钎料为熔化温度为640~690℃的AgCuZnNiMn钎料。

9.根据权利要求1所述的一种提高PDC与钢基体连接强度的钎焊方法,其特征在于:所述步骤六中电阻炉按程序控制加热的参数为:控制电阻炉以10~20 ℃/min的升温速度升高至600 ℃,保温20~40 min,然后,以10~20 ℃/min的升温速度升高至680~740 ℃,保温2~10 min。

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