本申请涉及一种热压金刚石地质钻头用石墨模具，属于热压模具领域，包括由石墨材料制成的柱状的外模具，所述外模具内开设有模具槽，模具槽沿外模具长度方向设置，模具槽内滑动连接有由石墨材料制成的压杆，压杆沿模具槽长度方向滑动，外模具外套设有由高热胀系数材料制成的膨胀层，膨胀层靠近外模具一侧抵接于外模具，膨胀层外套设有由低热胀系数材料制成的限制层，限制层靠近外模具一侧抵接于膨胀层，外模具远离压杆一端设置有底模具，底模具靠近外模具一侧开设有安装槽，外模具远离压杆一端插接于安装槽。本申请具有改善石墨模具在高温加压过程中易发生碎裂的效果。高温加压过程中易发生碎裂的效果。高温加压过程中易发生碎裂的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种热压金刚石地质钻头用石墨模具
[0001]本申请涉及热压模具领域，尤其是涉及一种热压金刚石地质钻头用石墨模具。
技术介绍
[0002]热压烧结法是高温压结成型的金刚石钻头制造方法，具体过程是把骨架金属和粘结金属都制成粉末，按一定的比例在球磨机中充分混合，在胎体料的工作层中混入一定浓度的金刚石，分层装入模中，然后加热一定时间后进行加压而成型为金刚石钻头。
[0003]现有技术中，公开号CN103418789A的中国专利技术专利文件中公开了一种用于热压PDC钻头胎体粉末成型的多孔模具，至少包括石墨盖板、石墨柱、石墨主模以及石墨底模，所述的石墨底模为平板状，其顶部边缘处设有一圈朝上凸起的凸沿，所述的凸沿围成一凹槽，石墨主模固定在凹槽内，所述的石墨主模上均匀分布有竖直的圆柱孔；所述的石墨柱呈圆柱状，其数量与圆柱孔相对应，且石墨柱位于圆柱孔内并能够沿圆柱孔上下移动，石墨柱与圆柱孔之间存在缝隙，所述缝隙的宽度为0.1～0.3mm，所述的石墨盖板位于石墨柱的顶端，与石墨柱连接。该模具用于热压PDC钻头胎体粉末试件，可一次性制作四个试件，脱模简单，将这些试件进行力学试验后，得出硬度、强度等力学指标，从而优选PDC钻头配方。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为石墨模具反复处于长时间的高温加压环境下易变得脆弱，在加压过程中易发生碎裂。
技术实现思路
[0005]为了改善石墨模具在高温加压过程中易发生碎裂的情况，本申请提供一种热压金刚石地质钻头用石墨模具。
[0006]本申请提供的一种热压金刚石地质钻头用石墨模具采用如下的技术方案：
[0007]一种热压金刚石地质钻头用石墨模具，包括由石墨材料制成的柱状的外模具，所述外模具内开设有模具槽，模具槽沿外模具长度方向设置，模具槽内滑动连接有由石墨材料制成的压杆，压杆沿模具槽长度方向滑动，外模具外套设有由高热胀系数材料制成的膨胀层，膨胀层靠近外模具一侧抵接于外模具，膨胀层外套设有由低热胀系数材料制成的限制层，限制层靠近外模具一侧抵接于膨胀层，外模具远离压杆一端设置有底模具，底模具靠近外模具一侧开设有安装槽，外模具远离压杆一端插接于安装槽。
[0008]通过采用上述方案，首先向模具槽中装填混合好的金属粉末和金刚石，将整套模具放入热压机中，热压机加热整套模具同时推动压杆对模具槽中的金属粉末和金刚石加压，热胀系数高的膨胀层受热膨胀明显，膨胀层向内挤压外模具抵消部分外模具向外扩张的力，热胀系数低的限制层膨胀量小于膨胀层，限制层限制膨胀层的膨胀方向，提高膨胀层对内侧外模具的力，限制层与膨胀层配合增强膨胀层抵消外模具向外扩张的力的效果，降低外模具受热压机压力作用下发生破碎的概率。在工作结束外模具恢复室温后，膨胀层也随温度的降低减少对外模具的挤压力，使外模具闲置时不承受过大额外的挤压力，降低外模具疲劳老化的速度，降低外模具发生破碎的概率。
[0009]优选的，所述外模具外侧固定连接有具有耐高温抗氧化性能的外抗氧化层，外抗氧化层覆盖外模具外侧，外模具对应模具槽位置处均固定连接有具有耐高温抗氧化性能的内抗氧化层，内抗氧化层覆盖外模具对应模具槽位置处，压杆靠近外模具一侧抵接于内抗氧化层靠近压杆一侧。
[0010]通过采用上述方案，外抗氧化层和内抗氧化层覆盖在外模具的表面，减缓外模具的石墨材料在高温环境下发生氧化的速度，降低外模具因氧化发生结构强度下降的情况发生，降低外模具在热压过程中破裂的概率。
[0011]优选的，所述压杆远离外模具一端固定连接有连接杆，连接杆的抗压强度小于压杆。
[0012]通过采用上述方案，当压杆给外模具的压力过大时，连接杆先于压杆断裂，降低工人操作失误时热压机对压杆提供过大的力使压杆和外模具破裂的概率。
[0013]优选的，所述连接杆直径大于模具槽直径，连接杆靠近压杆一端能够抵接于外模具靠近连接杆一端。
[0014]通过采用上述方案，在压杆挤压金属粉末和金刚石到适当位置后，连接杆靠近压杆一端抵接于外模具靠近连接杆一端，连接杆降低压杆在位置保持阶段承受的力，降低压杆通过融化的金属粉末对外模具内侧施加的力，降低外模具受力过大碎裂的概率。
[0015]优选的，所述连接杆远离压杆一端固定连接有受压板。
[0016]通过采用上述方案，受压板位于连接杆远离压杆一端，受压板抵接于热压机的液压缸的伸缩轴，增大连接杆与热压机的接触面积，增强连接杆受压过程中的稳定性。
[0017]优选的，所述底模具由负热膨胀材料制成，限制层对应安装槽位置处能够抵接于底模具对应安装槽位置处。
[0018]通过采用上述方案，当整套模具加压受热时，由负热膨胀材料制成的底模具受热收缩，底模具对应安装槽位置处勒紧限制层和外模具靠近底模具一端，降低底模具与外模具连接处发生漏液的现象。
[0019]优选的，所述底模具对应外模具靠近底模具一端位置处固定连接有多个环形的密封凸缘，外模具对应所有密封凸缘位置处均开设有密封凹槽，密封凸缘能够插接于相对应的密封凹槽内。
[0020]通过采用上述方案，在热压机的加压过程中，所有密封凸缘与相对应密封凹槽密切配合，降低外模具与底模具之间的间隙，降低外模具与底模具连接处发生漏液的现象。
[0021]优选的，所述底模具对应模具槽位置处螺纹连接有装料槽体，装料槽体插接于模具槽靠近底模具一端。
[0022]通过采用上述方案，在生产多层钻头时，工人将钻头头部的金属粉末和金刚石提前混合好，通过螺纹连接的装料槽体快速的放置在底模具对应模具槽位置处，提高模具的装料速度。
[0023]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0024]1．膨胀层向内挤压外模具抵消部分外模具向外扩张的力，限制层限制膨胀层的膨胀方向，提高膨胀层对内侧外模具的力，限制层与膨胀层配合增强膨胀层抵消外模具向外扩张的力的效果，降低外模具受热压机压力作用下发生破碎的概率；
[0025]2．在工作结束外模具恢复室温后，膨胀层也随温度的降低减少对外模具的挤压
力，使外模具闲置时不承受过大额外的挤压力，降低外模具疲劳老化的速度，降低外模具发生破碎的概率；
[0026]3．外抗氧化层和内抗氧化层减缓外模具的石墨材料在高温环境下发生氧化的速度，降低外模具因氧化发生结构强度下降的情况发生，降低外模具在热压过程中破裂的概率。
附图说明
[0027]图1是本申请实施例的一种热压金刚石地质钻头用石墨模具的结构示意图；
[0028]图2是本申请实施例的一种热压金刚石地质钻头用石墨模具的剖视图；
[0029]图3是图2中A部分的放大图。
[0030]附图标记说明：1、外模具；11、模具槽；12、外抗氧化层；13、内抗氧化层；14、膨胀层；15、限制层；16、密封凹槽；2、压杆；21、连接杆；22、受压板；3、底模具；31、安装槽；32、装料槽体；33、密封凸缘。
具体实施方式
[0031]以下结合附图1
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热压金刚石地质钻头用石墨模具，包括由石墨材料制成的柱状的外模具(1)，所述外模具(1)内开设有模具槽(11)，模具槽(11)沿外模具(1)长度方向设置，其特征在于：模具槽(11)内滑动连接有由石墨材料制成的压杆(2)，压杆(2)沿模具槽(11)长度方向滑动，外模具(1)外套设有由高热胀系数材料制成的膨胀层(14)，膨胀层(14)靠近外模具(1)一侧抵接于外模具(1)，膨胀层(14)外套设有由低热胀系数材料制成的限制层(15)，限制层(15)靠近外模具(1)一侧抵接于膨胀层(14)，外模具(1)远离压杆(2)一端设置有底模具(3)，底模具(3)靠近外模具(1)一侧开设有安装槽(31)，外模具(1)远离压杆(2)一端插接于安装槽(31)。2.根据权利要求1所述的一种热压金刚石地质钻头用石墨模具，其特征在于：所述外模具(1)外侧固定连接有具有耐高温抗氧化性能的外抗氧化层(12)，外抗氧化层(12)覆盖外模具(1)外侧，外模具(1)对应模具槽(11)位置处均固定连接有具有耐高温抗氧化性能的内抗氧化层(13)，内抗氧化层(13)覆盖外模具(1)对应模具槽(11)位置处，压杆(2)靠近外模具(1)一侧抵接于内抗氧化层(13)靠近压杆(2)一侧。3.根据权利要求1所述的一种热压金刚石地质钻头用石墨模具，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪孟山，倪寿虎，张炳东，刘娜，
申请(专利权)人：青岛航天石墨有限公司，
类型：新型
国别省市：
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