一种高负荷冲击钻头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高负荷冲击钻头及其制备方法，包括钻头本体，钻头本体的下端设置有钻刃，钻头本体的上端设置有钻杆，并在钻刃与钻杆之间的钻头本体上过渡件，过渡件上开设有卡接槽；所述钻杆的顶端设置有连接件，连接件采用切削的方式在钻杆的顶端开设而成。本高负荷冲击钻头及其制备方法，通过添加镍元素，提高钻头的强度，降低碳含量，提高了钻头的韧性和塑性；通过添加钛元素，加工过程中降低了生成硫化铁的几率，降低钻头的热脆性，钛/碳比小于2，有效保证了钻头的强度和韧性；通过按份数添加钛元素和镍元素，提高了钻头的强度和韧性，使钻头可满足在高负荷下对不规则钻探物进行钻探。

A high load impact bit and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高负荷冲击钻头及其制备方法
本专利技术涉及到冲击钻头
，特别涉及一种高负荷冲击钻头及其制备方法。
技术介绍
冲击钻头是一种供装夹在冲击电钻上的器材，对混凝土地基、墙壁、砖墙、花岗石进行钻孔用，以便在空中安装膨胀螺栓、塑料胀管等紧固件。随着钻井深度的不断增加、复杂地层、难钻地层所占比例也随之增大，如高眼膜性地层、碳酸盐岩地层以及火山岩地层。当钻遇这些地层时，钻进速度缓慢，钻具无法达到钻地层所需的强度，钻具失效严重，并且地层不规则，钻头韧性达不到要求，在遇到不规则高强度地层时，在高负荷的条件下作业钻头容易折断，因此，提高冲击钻头的韧性及抗折断能力是急需解决的一个问题，基于此，提出一种高负荷冲击钻头及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高负荷冲击钻头及其制备方法，钻头的强度和韧性高，可满足在高负荷下对不规则钻探物进行钻探，以解决上述
技术介绍
中提出在钻高强度不规则物体时，钻头易折断的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高负荷冲击钻头，包括钻头本体，钻头本体的下端设置有钻刃，钻头本体的上端设置有钻杆，并在钻刃与钻杆之间的钻头本体上过渡件，过渡件上开设有卡接槽；所述钻杆的顶端设置有连接件，连接件采用切削的方式在钻杆的顶端开设而成。优选地，所述钻刃的长度为钻头本体长度的一半，钻杆的长度为钻头本体长度的3/8。优选地，所述卡接槽的开槽深度为过渡件直径的1/5。优选地，所述高负荷冲击钻头通过如下份数的原料制备而成：铁元素35-45份、铜元素15-23份、铜元素20-28份、碳元素5-10份、铟元素1-3份，钛元素4-8份，镍元素6-12份，锆元素1-4份，铱元素2-6份，锡元素6-14份。优选地，所述高负荷冲击钻头通过如下份数的原料制备而成：铁元素40份、铜元素21份、碳元素7份、铟元素2份，钛元素6份，镍元素9份，锆元素2份，铱元素4份，锡元素9份。本专利技术提供的另一技术方案：一种高负荷冲击钻头的制备方法，包括如下步骤：S101：按份数选取物料：铁元素，铜元素、碳元素、铟元素，钛元素，镍元素，锆元素，铱元素，锡元素；S102：将S101中所选份数的铁元素、铜元素以及锡元素加入熔炉中，持续加热6-10分钟，使铁元素、铜元素以及锡元素成熔融态，然后将所选份数的碳元素、铟元素，钛元素，镍元素，锆元素，铱元素混合均匀后加入熔融溶液中，并搅拌15-20分钟；S103：将均匀搅拌后的高温溶液加入钻头制造模具中，然后置于水中冷凝成型；S104：取出钻头制造模具中成型的原始钻头模型，对原始钻头模型进行锻造，得到表面不规整的柱状钻头模型，对柱状钻头模型表面做打磨处理，得到成型柱状钻头模型；S105：将S104中得到的成型柱状钻头模型置于钻头加工机中，对金属杆的前端进行加工，得到钻刃，然后对成型柱状钻头模型的后端进行加工，得到钻杆，再对钻刃与钻杆之间的成型柱状钻头模型上开设卡接槽，得到成型的过渡件，最后对钻杆的顶端进行加工，得到成型的连接件，经上述加工后，得到结构成型的钻头；S106：将S105中结构成型的钻头置于热压烧结机中进行煅烧，煅烧后取出结构成型的钻头，置于冷水中进行冷却，即可得到高负荷冲击钻头。优选地，所述步骤S105中热压烧结机的热压温度控制在300-500摄氏度，持续时间为3-5分钟。优选地，所述步骤S103中冷凝成型的原始钻头模型为圆柱状。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本高负荷冲击钻头及其制备方法通过添加镍元素，提高钻头的强度，降低碳含量，提高了钻头的韧性和塑性；通过添加钛元素，加工过程中降低了生成硫化铁的几率，降低钻头的热脆性，钛/碳比小于2，有效保证了钻头的强度和韧性；通过同时按实施例1份数添加钛元素和镍元素，提高了钻头的强度和韧性，使钻头可满足在高负荷下对不规则钻探物进行钻探。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的侧视图；图3为本专利技术的工艺流程图。图中：1、钻头本体；2、钻刃；3、钻杆；4、过渡件；5、卡接槽；6、连接件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，一种高负荷冲击钻头，包括钻头本体1，钻头本体1的下端设置有钻刃2，钻头本体1的上端设置有钻杆3，并在钻刃2与钻杆3之间的钻头本体1上过渡件4，过渡件4上开设有卡接槽5；所述钻杆3的顶端设置有连接件6，连接件6采用切削的方式在钻杆3的顶端开设而成；钻刃2的长度为钻头本体1长度的一半，钻杆3的长度为钻头本体1长度的3/8；卡接槽5的开槽深度为过渡件4直径的1/5。其中：高负荷冲击钻头通过如下份数的原料制备而成：铁元素35-45份、铜元素15-23份、碳元素5-10份、铟元素1-3份，钛元素4-8份，镍元素6-12份，锆元素1-4份，铱元素2-6份，锡元素6-14份。实施例1：高负荷冲击钻头，通过如下份数的原料制备而成：铁元素36份、铜元素25份、碳元素7份、铟元素2份，钛元素6份，镍元素9份，锆元素2份，铱元素4份，锡元素9份。请参阅图3，一种高负荷冲击钻头的制备方法，包括如下步骤：第一步：按份数选取物料：铁元素，铜元素、碳元素、铟元素，钛元素，镍元素，锆元素，铱元素，锡元素；第二步：将第一步中所选份数的铁元素、铜元素以及锡元素加入熔炉中，持续加热6-10分钟，使铁元素、铜元素以及锡元素成熔融态，然后将所选份数的碳元素、铟元素，钛元素，镍元素，锆元素，铱元素混合均匀后加入熔融溶液中，并搅拌15-20分钟；第三步：将均匀搅拌后的高温溶液加入钻头制造模具中，然后置于水中冷凝成型；第四步：取出钻头制造模具中成型的原始钻头模型，对原始钻头模型进行锻造，得到表面不规整的柱状钻头模型，对柱状钻头模型表面做打磨处理，得到成型柱状钻头模型；第五步：将第四步中得到的成型柱状钻头模型置于钻头加工机中，对金属杆的前端进行加工，得到钻刃2，然后对成型柱状钻头模型的后端进行加工，得到钻杆3，再对钻刃2与钻杆3之间的成型柱状钻头模型上开设卡接槽5，得到成型的过渡件4，最后对钻杆3的顶端进行加工，得到成型的连接件6，经上述加工后，得到结构成型的钻头；第六步：将第五步中结构成型的钻头置于热压烧结机中进行煅烧，热压烧结机的热压温度控制在300-500摄氏度，持续时间为3-5分钟，煅烧后取出结构成型的钻头，置于冷水中进行冷却，即可得到高负荷冲击钻头，记为钻头A。实施例2：高负荷冲击钻头，通过如下份数的原料制备而成：铁元素40份、铜元素30份、碳元素7份、铟元素2份，钛元素6份，锆元素2份，铱元素4份，锡元素9份。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高负荷冲击钻头，其特征在于，包括钻头本体(1)，钻头本体(1)的下端设置有钻刃(2)，钻头本体(1)的上端设置有钻杆(3)，并在钻刃(2)与钻杆(3)之间的钻头本体(1)上过渡件(4)，过渡件(4)上开设有卡接槽(5)；所述钻杆(3)的顶端设置有连接件(6)，连接件(6)采用切削的方式在钻杆(3)的顶端开设而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种高负荷冲击钻头，其特征在于，包括钻头本体(1)，钻头本体(1)的下端设置有钻刃(2)，钻头本体(1)的上端设置有钻杆(3)，并在钻刃(2)与钻杆(3)之间的钻头本体(1)上过渡件(4)，过渡件(4)上开设有卡接槽(5)；所述钻杆(3)的顶端设置有连接件(6)，连接件(6)采用切削的方式在钻杆(3)的顶端开设而成。


2.根据权利要求1所述的高负荷冲击钻头的制备方法，其特征在于，所述钻刃(2)的长度为钻头本体(1)长度的一半，钻杆(3)的长度为钻头本体(1)长度的3/8。


3.根据权利要求1所述的高负荷冲击钻头的制备方法，其特征在于，所述卡接槽(5)的开槽深度为过渡件(4)直径的1/5。


4.如权利要求1所述的一种高负荷冲击钻头，其特征在于：通过如下份数的原料制备而成：铁元素35-45份、铜元素15-23份、碳元素5-10份、铟元素1-3份，钛元素4-8份，镍元素6-12份，锆元素1-4份，铱元素2-6份，锡元素6-14份。


5.如权利要求1所述的一种高负荷冲击钻头，其特征在于：通过如下份数的原料制备而成：铁元素40份、铜元素21份、碳元素7份、铟元素2份，钛元素6份，镍元素9份，锆元素2份，铱元素4份，锡元素9份。


6.一种如权利要求1-5中任一项所述的高负荷冲击钻头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：按份数选取物料：铁元素，铜元素、碳元素、铟元素，钛元素，镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：程士弟，韩年珍，程华，
申请(专利权)人：和县隆盛精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34