具有良好性能的地质勘探钻头的制造方法.pdf

1、10申请公布号CN103806842A43申请公布日20140521CN103806842A21申请号201310545590122申请日20131106E21B10/46200601B01J3/0620060171申请人溧阳市江大技术转移中心有限公司地址213300江苏省常州市溧阳市溧城镇东门大街67号72发明人张翠74专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人黄明哲54发明名称具有良好性能的地质勘探钻头的制造方法57摘要本发明公开了一种具有良好性能的地质勘探钻头的制造方法，包括以下步骤按照金刚石粉54和钛46的比例混合均匀后另外加入占总原料量037的催化剂，放入真空炉内保持；

2、再放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，卸压后覆盖在合金基体上得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。根据该方法制得的金刚石复合片稳定性好、抗冲击韧性好、耐磨性高且磨耗比低。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN103806842ACN103806842A1/1页21一种地质勘探钻头的制造方法，所述方法包括以下步骤A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉54和钛46；B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量037的催化剂，将其原料和

3、催化剂装入碳合成模中；C、然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持6468分钟；所述真空炉内真空度为0000900012PA，温度为100150；D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为595605A，加热时间为6466S，压力为0812万公斤，保压时间为98102S；E、高温高压合成后进行卸压，卸压后覆盖在合金基体上得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。2根据权利要求1所述的地质勘探钻头的制造方法，其特征在于步骤B中所述催化剂为硼。3根据权利要求1所述的地质勘探钻头的制造方法，其特征在于步骤D中所述

4、高温高压合成过程中控制电流为600A。4根据权利要求1所述的地质勘探钻头的制造方法，其特征在于步骤D中所述高温高压合成过程中加热时间为65S。5根据权利要求1所述的地质勘探钻头的制造方法，其特征在于步骤D中所述高温高压合成过程中压力为10万公斤。6根据权利要求1所述的地质勘探钻头的制造方法，其特征在于步骤D中所述高温高压合成过程中保压时间为100S。权利要求书CN103806842A1/3页3具有良好性能的地质勘探钻头的制造方法技术领域0001本发明涉及一种地质勘探钻头的制造方法。背景技术0002现在地质勘探钻头广泛采用金刚石复合片形成。地质勘察勘探的复合片钻头，适用于软到中硬岩层。金刚石以其

5、特有的高硬度、高弹性模量、高热导率。目前，加工工具以孕镶单晶金刚石为主，烧结多晶金刚石工具正蓬勃兴起。烧结多晶金刚石，则以单晶金刚石颗粒与金属粉末的混合物方式或以单晶金刚石颗粒上覆盖预制合金薄片方式形成的金刚石复合片为主。金刚石复合片POLYCRYSTALLINEDIAMONDCOMPOUND，简称为PDC具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性。但是，利用现有技术制造金刚石复合片，进而制得地质勘探钻头的性能尚不能完全满足人们需要，人们希望得到性能更好的地质勘探钻头的制造方法。发明内容0003本发明要解决的技术问题是提供一种稳定性好、抗冲击韧性好、耐磨性高、磨耗比低的地质勘探钻头的制造

6、方法。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是0004本发明提供一种地质勘探钻头的制造方法，所述方法包括以下步骤0005A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉54和钛46；0006B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量037的催化剂，将其原料和催化剂装入碳合成模中；0007C、然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持6468分钟；所述真空炉内真空度为0000900012PA，温度为100150；0008D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为595605A，加热时间

7、为6466S，压力为0812万公斤，保压时间为98102S；0009E、高温高压合成后进行卸压，卸压后覆盖在合金基体上得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0010根据上述的地质勘探钻头的制造方法，步骤B中所述催化剂为硼。0011根据上述的地质勘探钻头的制造方法，步骤D中所述高温高压合成过程中控制电流为600A，加热时间为65S，压力为10万公斤，保压时间为100S。0012本发明的积极有益效果0013本发明采用了特殊的混合原料和催化剂及其配比，根据该方法制备而成的地质勘探钻头，抗冲击韧性好，具有极高的耐磨性。本发明产品的磨耗比较低，相比于天然金刚石具有更高的研磨效率。另外

8、，利用本发明技术方案制备而成的金刚石复合片，产品自锐性能好，研磨效率高。说明书CN103806842A2/3页4具体实施方式0014以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。0015实施例10016一种地质勘探钻头的加工方法，所述方法的详细步骤如下0017A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉54和钛46；其中54的金刚石粉是由40的W20金刚石粉、35的W15金刚石粉和25的W57金刚石粉组成；0018B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量037的硼，将其原料和硼装入碳合成模中；0019C、然后将装有原料和硼的碳合成模放入

9、真空炉内保持66分钟；所述真空炉内真空度为0001PA，温度为120；0020D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为600A，加热时间为65S，压力为10万公斤，保压时间为100S；0021E、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0022除上述实施例外，本发明还可以按照下面实施例制造，根据下述方法制得的金刚石复合片性能相比上述实施例略低，但比现有技术中仍有大幅提高。0023实施例20024一种地质勘探钻头的加工方法，所述方法的详细步骤如下0025A、原料组成以重量百分含量表示

10、，所采用的原料组成为金刚石粉56和钛44；其中56的金刚石粉是由40的W20金刚石粉、35的W15金刚石粉和25的W57金刚石粉组成；0026B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量035的硼，将其原料和硼装入碳合成模中；0027C、然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉内保持64分钟；所述真空炉内真空度为00009PA，温度为100；0028D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为595A，加热时间为64S，压力为09万公斤，保压时间为98S；0029E、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到金刚

11、石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0030实施例30031一种地质勘探钻头的加工方法，所述方法的详细步骤如下0032A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉56和钛44；其中56的金刚石粉是由40的W20金刚石粉、35的W15金刚石粉和25的W57金刚石粉组成；0033B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量039的硼B，将其原料和硼装入碳合成模中；说明书CN103806842A3/3页50034C、然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉内保持68分钟；所述真空炉内真空度为00012PA，温度为150；0035D、将步骤B抽真

12、空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为605A，加热时间为66S，压力为12万公斤，保压时间为102S；0036E、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0037实施例40038一种地质勘探钻头的加工方法，所述方法的详细步骤如下0039A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉55和钛45；其中55的金刚石粉是由40的W20金刚石粉、35的W15金刚石粉和25的W57金刚石粉组成；0040B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量038的硼，将其

13、原料和硼装入碳合成模中；0041C、然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉内保持65分钟；所述真空炉内真空度为0001PA，温度为130；0042D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为602A，加热时间为65S，压力为11万公斤，保压时间为101S；0043E、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0044实施例50045一种地质勘探钻头的加工方法，所述方法的详细步骤如下0046A、原料组成以重量百分含量表示，所采用的原料组成为金刚石粉54和钛46；其中54的金刚石粉是由40的

14、W20金刚石粉、35的W15金刚石粉和25的W57金刚石粉组成；0047B、按照步骤A所述的原料组成称取金刚石粉和钛，混合均匀后另外加入占总原料量036的硼，将其原料和硼装入碳合成模中；0048C、然后将装有原料和硼的碳合成模放入真空炉内保持66分钟；所述真空炉内真空度为00009PA，温度为110；0049D、将步骤B抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成过程中控制电流为602A，加热时间为66S，压力为105万公斤，保压时间为101S；0050E、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到金刚石复合片，加工成型后安装在钻杆上制成地质勘探钻头。0051本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。说明书CN103806842A