一种地质勘探用表镶扩孔器及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种扩孔器及其制造方法,特别是涉及一种地质勘探用天然金刚石表镶扩孔器及其制造方法。
背景技术
目前,公知的表镶扩孔器是由45#钢制成的钢体、金属粉末烧结成的胎体及天然金刚石构制而成。制造方法是,将天然金刚石和人造金刚石聚晶规则有序的粘在模具上,把粘有天然金刚石和人造金刚石聚晶的模具与钢体套合,装入普通金属粉末(金属粉末组成:W2C,Ni,Cu,Fe,Sn;粒度200目-300目;下同),然后通过烧结使天然金刚石和人造金刚石聚晶镶嵌在扩孔器胎体表面,最后机加成型。但是,通过这种方式装入的金属粉末的振实密度小,由单一粉末成型的胎体耐磨差,扩孔器的使用寿命短。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种耐磨性强,钻进速度快,使用寿命长的地质勘探用表镶扩孔器及其制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
本发明之地质勘探用表镶扩孔器包括包括钢体,钢体上部烧结固定有胎体,胎体表面规则有序镶嵌有天然金刚石颗粒和圆柱形人造金刚石聚晶,胎体由200目-300目的普通金属粉末、纳米预合金粉末和150目-200目微人造金刚石聚晶颗粒的混合物烧结而成;
所述天然金刚石颗粒的粒度为20-100粒/克拉(优选40-80粒/克拉);
所述圆柱形人造金刚石聚晶规格为Φ2×4或/和Φ1.5×4;
所述纳米预合金的重量百分比组成为:W2C 60%-75%,Ni 20%-36%,Cu 5%-12%,Zn 3%-6%。
所述普通金属粉末、纳米预合金粉末和微人造金刚石聚晶颗粒混合物中,通金属粉末、纳米预合金粉末和微人造金刚石聚晶颗粒的重量比为:普通金属粉末∶纳米预合金粉末∶微聚晶颗粒=2-4∶2-4∶1(优选3∶3∶1)。
本发明之地质勘探用表镶扩孔器制造方法是:将天然金刚石和圆柱形人造金刚石聚晶规则有序的粘在模具上,把粘有天然金刚石和圆柱形人造金刚石聚晶的模具与钢体套合,装入普通金属粉末和纳米预合金粉末、微聚晶颗粒均匀混合,再采用微振振实,当混合粉末振实密度达到粉料理论密度80%时,进行烧结成型。
所述微振是指振幅为0.2-0.4mm(优选0.3mm),振动频率为400-600次/分钟(优选500次/分钟)的振动。
所述烧结成型工艺为现有公知烧结成型工艺。烧结温度可为1050±10℃,时间可为8-12分钟(具体视胎体尺寸大小而定)。
本发明胎体烧结采用普通金属粉末和纳米预合金粉末混合料,以及微振振实,最大限度提高了振实密度;将150目-200目微人造金刚石聚晶颗粒均匀掺合在胎体烧结混合料中,提高了胎体的耐磨性;与天然金刚石和圆柱形人造金刚石聚晶的规则有序排布共同作用,延长了扩孔器的使用寿命,钻进破碎地层,使用寿命达到3200米以上.
【附图说明】
图1是本发明表镶扩孔器一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1,本表镶扩孔器实施例包括钢体4,钢体4上部烧结固定有胎体3,胎体3表面规则有序镶嵌有天然金刚石颗粒2和圆柱形人造金刚石聚晶1,;胎体由250目的普通金属粉末和纳米预合金粉末,及180目微人造金刚石聚晶颗粒均匀混合(重量比:普通金属粉末∶纳米预合金粉末∶微聚晶颗粒=3∶3∶1)烧结而成;
圆柱形人造金刚石聚晶1规格为Φ2×4;
天然金刚石颗粒2的粒度为40粒/克拉;
所述纳米预合金的重量百分比组成为:W2C65%,Ni25%,Cu6%,Zn4%。
制造:将圆柱形人造金刚石聚晶1和天然金刚石颗粒2规则有序的用乳胶粘在模具上,将粘有天然金刚石颗粒2和圆柱形人造金刚石聚晶1的模具与钢体4套合,将200目普通金属粉末和纳米预合金粉末及微人造金刚石聚晶颗粒按照3∶3∶1的重量配比均匀混合,放入模具中,再采用微振(振幅0.3mm,振动频率500次/分钟)振实,当混合粉料达到粉料理论密度地80%时,无压烧结成型(烧结温度:1050±6℃,时间:当为Φ75/49绳索扩孔器时,大约需10分钟)。
本实施例扩孔器,钻进破碎地层,使用寿命达到3210米。
实施例2
本实施例扩孔器圆柱形人造金刚石聚晶1规格为Φ1.5×4。
天然金刚石颗粒2的粒度为80粒/克拉。
所述纳米预合金的重量百分比组成为:W2C68%,Ni22%,Cu5%,Zn5%。
所述天然金刚石颗粒的粒度为80粒/克拉;
余同实施例。
制造方法同实施例1。
本实施例扩孔器钻进破碎地层,使用寿命达到3220米。