[发明专利]一种水利水电施工用钻孔设备

说明书

本发明公开了一种水利水电施工用钻孔设备，其改进在于设备所用钻头表面采用热喷涂法涂覆一层金属陶瓷涂层，所用金属陶瓷涂层原料由碳化物作为原料内核，金属或合金作为原料的外壳。当采用特定喷涂速率将金属陶瓷颗粒喷涂到钻头表面之后，得到的金属钻头具有良好的硬度，从而有效提高了钻头的使用寿命。同时，本发明还提供了一种钻头的预处理工艺，一种具有减震结构的钻孔设备。上述技术的改进适用于各种岩石开凿，孔洞钻探领域，特别适用于水利水电施工时使用，一方面有效提高了钻头的使用寿命，另一方面减少机器在工作过程时所产生的震动，有效减少由于震动对机器的损害，提高钻孔作业的效率。

技术领域

本发明涉及一种水利水电施工用钻孔设备的钻头的改进，以及使用该钻头的钻孔设备。

背景技术

钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作，钻孔机是指利用比目标物更坚硬、更锐利的工具通过旋转切削或旋转挤压的方式，在目标物上留下圆柱形孔或洞的机械和设备统称。

在水利水电工程施工过程中常使用钻孔设备进行岩石的开凿，由于设备使用条件严劣，钻探过程所使用钻孔装置常常在工作过程中由于剧烈的碰撞和长时间磨擦，极易造成钻头的损伤，而钻孔钻头的使用寿命对于设备长期稳定运行是至关重要的。

此外，钻孔设备在钻孔时由于产生剧烈震动，也会对设备本体产生极大的损害，且无法有效减弱钻孔作业过程中产生的震动，在造成大量噪音的同时，对机器也有一定的损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利水电施工用钻孔设备，以解决现有技术中钻头寿命短，以及钻孔设备减震效果差的技术问题，以期得到具有长效使用寿命的水利水电施工用钻孔设备。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下。

一种水利水电施工用钻孔设备的制备方法，包括使用热喷涂法在钻孔设备所使用的钻头表面涂覆一层金属陶瓷涂层。

一种水利水电施工用钻孔设备，在其所使用的钻孔设备的钻头表面采用热喷涂法涂覆一层金属陶瓷涂层。

热喷涂时所使用的金属陶瓷涂层所使用的原料由碳化物、以及金属或合金组成。

其中金属陶瓷涂层原料中碳化物的含量不低于80wt％，且作为喷涂料的原料内核。金属陶瓷涂层原料中金属或合金的含量不高于30wt％，且作为喷涂料的原料外壳。并且内核原料和外壳原料的用量之和为100wt％(实际中原料含有不可避免杂质的含量范围应该控制在小于0.1％之内)。优选方案中，碳化物的含量不低于85wt％，金属陶瓷涂层原料中金属或合金的含量不高于20wt％。

经热喷涂得到的钻头上金属陶瓷涂层的厚度为10-100μm，优选厚度为20-50μm。

其中所使用的金属陶瓷原料为金属陶瓷颗粒，金属陶瓷颗粒为近似球形或近似椭圆形。并且每个颗粒使用金属外壳或合金外壳包覆陶瓷内核，金属陶瓷颗粒的尺寸控制在100-500nm之间。当颗粒尺寸超过一定范围后，半熔化状态的颗粒撞击到基体时容易崩弹脱落。

所使用的金属陶瓷颗粒的陶瓷内核为碳化硅，所使用的金属陶瓷颗粒的金属外壳可以选自镍或铬或钴，或者所使用的合金外壳为镍、铬、钴至少两种金属所组成的合金，例如镍铬合金、镍钴合金、铬钴合金、镍铬钴合金，并且上述合金的组成可以为任意比例。

对于将金属陶瓷颗粒热喷涂到钻头的方法，包括火焰热喷涂法，爆炸热喷涂法等。操作时使颗粒喷射速度达到500m/s以上，将热流气体和粉末一起喷射向钻头表面，金属颗粒原料在接触钻头时熔融并均匀覆盖在钻头表面。较低的热喷射速度会使得到覆层的结合力下降。