钻探用六边形聚晶金刚石的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钻探用六边形聚晶金刚石的加工方法。本发明专利技术加工方法是以金刚石粉、硅和金属镍为基本原料，另外加入一定量的硼，然后将其原料金刚石粉、硅、镍和硼混合后加入碳合成模中，将其合成模放入真空炉内先进行真空加热，将真空加热后的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成，高温高压合成后进行卸压，卸压后即可得到本发明专利技术产品钻探用六边形聚晶金刚石ＴＳＰ。利用本发明专利技术技术方案制备成的聚晶金刚石ＴＳＰ，具有较好的热稳定性及较高的抗冲击强度和更好的耐磨性，完全能够满足用于复杂的底层钻井；并且产品的合格率较高，其产品合格率高达８８％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚晶金刚石的加工方法，特别是涉及一种钻探用六边形聚晶金刚 石的加工方法。
技术介绍
金刚石聚晶PCD (Polycrystalline diamond)是用细颗粒金刚石单晶在高温高 压下烧结而成的，该产品具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性，广泛用于 地质勘探、石油开采、天然宝石加工业和机械加工修整工具等领域。目前分人造金刚石聚晶 PCD和人造金刚石聚晶TSP两种。主要形状有三角形、正六边形、长六边形、圆柱形、两端圆 弧形，其产品的多样化适用于各种钻探工具与地质要求。目前，被广泛用于钻探方面的聚晶金刚石大多是圆柱形，为了满足市场的广大要 求，经过本领域技术人员的不断改进，专利技术了较多形状的钻探用聚晶金刚石。但是，利用现 有合成聚晶金刚石的技术，很难加工成多种形状的聚晶金刚石。即使能够生产出各种形状， 其合格率较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种。通过 本专利技术加工方法制备的钻探用六边形聚晶金刚石具有较好的热稳定性及较高的抗冲击强 度和更好的耐磨性。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是本专利技术提供一种，所述加工方法包括以下步骤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78 82%，硅Si 2 4%和镍Ni 16 18% ；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均勻后另外加入占原 料总量0. 28 0. 32%的催化剂，将其混合后的原料和催化剂装入六边形碳合成模中，然后 将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持118 122分钟；所述真空炉内真空度 为 0. 0009 0. 0012Pa，温度为 600 900°C ；C、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六面顶压力机的电流为1795 1805A，加热时间为63 67s， 压力为3. 3 3. 7万公斤，保压时间为95 105s ；d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP。根据上面所述的，金刚石粒径40微米用W40 表示，金刚石粒径20微米用W20表示，金刚石粒径5 7微米用W5 7表示；步骤a中所 述原料金刚石粉是由W40、W20和W5 7三种金刚石粉组成，其中W40、W20和W5 7三者 在原料金刚石粉组成中所占的重量百分含量分别为40%、35%和25%。根据上面所述的，步骤b中所述催化剂为3硼。根据上面所述的，步骤c中高温高压合成过 程中控制六面顶压力机的电流为1800A，加热时间为65s，压力为3. 5万公斤，保压时间为 100s。根据上面所述的，步骤d中所述得到本专利技术 产品六边形聚晶金刚石TSP的对角线*厚度的规格为8*3. 5mm。本专利技术的积极有益效果1、利用本专利技术技术方案制备而成的六边形聚晶金刚石，具有较好的热稳定性及较 高的抗冲击强度和更好的耐磨性；并且产品的合格率较高，其合格率可达到88%以上。2、利用本专利技术技术方案能够加工成六边形聚晶金刚石，本专利技术产品完全能够用于 复杂的底层钻井。本专利技术产品用于钻探时，可大大提高产品的磨耗比，并且能够解决钻探中 设备单一的问题。本专利技术加工成的六边形聚晶金刚石主用用于石油钻头，具有显著的经济 效益。具体实施例方式以下实施例仅为了进一步说明本专利技术，并不限制本专利技术的内容。实施例1 本专利技术，所述加工方法的详细步骤如下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80%，硅Si3%和镍 Ni 17% ；80%的原料金刚石粉是由W40、W20和W5 7三种金刚石粉组成，其中W40、W20和W5 7三者在原料金刚石粉组成中所占的重量百分含量分别为40%、35%和25% ；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均勻后另外加入占 原料总量0. 30%的催化剂硼，将其混合后的原料和催化剂硼装入六边形碳合成模中，然 后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持120分钟；所述真空炉内真空度为 0. OOlPa，温度为 7000C ；C、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六面顶压力机的电流为180(^，加热时间为658，压力为3.5万 公斤，保压时间为IOOs ；d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP。经过上述加工方法，得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP的对角线*厚度的规 格为 8*3. 5mmο实施例2:本专利技术，所述加工方法的详细步骤如下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82%，硅Si2%和镍 Ni 16% ；82%的原料金刚石粉是由W40、W20和W5 7三种金刚石粉组成，其中W40、W20和W5 7三者在原料金刚石粉组成中所占的重量百分含量分别为40%、35%和25% ；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均勻后另外加入占 原料总量0. 28%的催化剂硼，将其混合后的原料和催化剂硼装入六边形碳合成模中，然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持122分钟；所述真空炉内真空度为 0. 0009Pa，温度为 8000C ；C、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六面顶压力机的电流为1795A，加热时间为67s，压力为3. 3万 公斤，保压时间为105s ；d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP。经过上述加工方法，得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP的对角线*厚度的规 格为 8*3. 5mmο实施例3:本专利技术，所述加工方法的详细步骤如下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78%，硅Si4%和镍 Ni 18% ；78%的原料金刚石粉是由W40、W20和W5 7三种金刚石粉组成，其中W40、W20和W5 7三者在原料金刚石粉组成中所占的重量百分含量分别为40%、35%和25% ；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均勻后另外加入占 原料总量0. 32%的催化剂硼，将其混合后的原料和催化剂硼装入六边形碳合成模中，然 后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持118分钟；所述真空炉内真空度为 0. 0012Pa，温度为 600°C ；C、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六面顶压力机的电流为1798A，加热时间为66s，压力为3. 4万 公斤，保压时间为102s;d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP。经过上述加工方法，得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石TSP的对角线*厚度的规 格为 8*3. 5mmο实施例4:本专利技术，所述加工方法的详细步骤如下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79%，硅Si4%和镍 Ni 17% ；79%的原料金刚石粉是由W40、W20和W5 7三种金刚石粉组成，其中W40、W20和W5 7三者在原料金刚石粉组成中所占的重量百分含量分别为40%、35%和25% ；b、按照步骤a所述的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻探用六边形聚晶金刚石的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：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７８～８２％，硅Ｓｉ　２～４％和镍Ｎｉ　１６～１８％；ｂ、按照步骤ａ所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均匀后另外加入占原料总量０．２８～０．３２％的催化剂，将其混合后的原料和催化剂装入六边形碳合成模中，然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持１１８～１２２分钟；所述真空炉内真空度为０．０００９～０．００１２Ｐａ，温度为６００～９００℃；ｃ、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六面顶压力机的电流为１７９５～１８０５Ａ，加热时间为６３～６７ｓ，压力为３．３～３．７万公斤，保压时间为９５～１０５ｓ；ｄ、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本专利技术产品六边形聚晶金刚石ＴＳＰ。

【技术特征摘要】
一种钻探用六边形聚晶金刚石的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤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78～82%，硅Si 2～4%和镍Ni 16～18%；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料金刚石粉、硅和镍，混合均匀后另外加入占原料总量0.28～0.32%的催化剂，将其混合后的原料和催化剂装入六边形碳合成模中，然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内保持118～122分钟；所述真空炉内真空度为0.0009～0.0012Pa，温度为600～900℃；c、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六面顶压力机的电流为1795～1805A，加热时间为63～67s，压力为3.3～3.7万公斤，保压时间为95～105s；d、高温高压合成后进行卸压，卸压后得到本发明产品六边形聚晶金刚石TSP。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小选，苏振岭，
申请(专利权)人：郑州三和金刚石有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]