金刚石地质取芯钻头的制备工艺制造技术

一种金刚石地质取芯钻头的制备工艺，按如下步骤实现：(1)在模具内先装水口料，后装金刚石与粉末的混合料；(2)装焊接层粉料；(3)插入工作钢体；(4)放入电阻烧结炉待烧，上、下待压，电阻面积为整个模具面积的1/3；(5)加热，温度升至720-780℃时，加全压12-18MPa的1/3压力；(6)温度升至850-1000℃时，加全压12-18MPa，保温保压时间2-5分钟，其中升温速度为100-200℃/min；(7)停止加热，冷却；(8)待温度降至680-720℃时，停止压力；出炉冷却。本发明专利技术制备的金刚石地质取芯钻头平均寿命可达30-70米，时效为2-5米，有效地解决地质钻探中效率和寿命的矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金刚石地质取芯钻头，具体是一种用于卵砾石地层或硬、脆、碎地层或破碎地层钻探的金刚石地质取芯钻头的制备工艺。
技术介绍
卵砾石地层，硬、脆、碎地层是钻探领域的难题。由于卵砾石地层钻进时，多采用泥浆护壁，而常规的金刚石钻头钻进时，金刚石出刃小，钻头与钻孔环状间隙小，钻头水口、水槽面积小，钻头易烧钻，钻头钢体易被磨穿。常规的合金钻头钻进时，合金在孔底工作时极易崩断，因此一般钻头在此类地层钻进时效率低，钻头寿命短，成本高。金刚石钻头目前国内主要有两种方法生产电镀法和整体烧结法，其中电镀法制备的金刚石钻头寿命长，但是效率低；烧结法一般是采用中频炉整体烧结法，具优点是效率高，但是缺陷是压制密度不高，导致使用寿命短。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种钻头寿命长、时效高，并可降低钻进成本的金刚石地质取芯钻头的制备工艺。一种金刚石地质取芯钻头的制备工艺，其特征是按如下步骤实现(I)在模具内先装水口料，后装金刚石与粉末的混合料，所述金刚石与粉末的混合料焊接后形成金刚石孕镶体；(2)装焊接层粉料，所述焊接层粉料焊接后形成焊接层；(3)插入工作钢体；(4)放入电阻烧结炉待烧，上、下待压，电阻面积为整个模具面积的1/3 ；(5)加热，温度升至720_780°C时，加全压12_18Mpa的1/3压力；(6)温度升至850-1000°C时，加全压12-18Mpa，保温保压时间2-5分钟，其中升温速度为 100-200°C /min ；(7)停止加热，冷却；(8)待温度降至680_720°C时，停止压力；出炉冷却。如上所述的金刚石地质取芯钻头的制备工艺，在步骤(8)之后还包括如下步骤(9)冷却后，热压后成型部份钢体和冷作钢体车加工配合后，采用气体保护焊接设备进行无渣焊接；(10)数控车加工丝扣后，开水口，产品完工。如上所述的金刚石地质取芯钻头的制备工艺，所述的金刚石孕镶体的金刚石MBD8，粒度 40/45，浓度 60-100%。如上所述的金刚石地质取芯钻头的制备工艺，所述金刚石孕镶体的底出刃为0.5-1. 5mm,外出刃5-10mm,内出刃为2_4mm,水口面占底唇面积的40-60%。如上所述的金刚石地质取芯钻头的制备工艺，所述焊接层的配方按照质量百分比为WC :7-15%, Ni 10%, Fe :20-50%, Mn :2-10%,90Cu 30%o本专利技术采用上述生产工艺，其采用电阻烧结炉进行烧制可提高压制密度，另外金刚石孕镶体配方本身可达到合适的硬度和密度，有效地调节金刚石的出刃高度，既有冲韧性又有合适的硬度，从而提高钻头的寿命和提高生产效率，可以按照实际要求设计合适的水口，从而有效地解决地质钻探中效率和寿命的矛盾，达到实际上的统一。本专利技术制备的金刚石地质取芯钻头平均寿命可达30-70米，时效(即每小时钻进尺度)为2-5米。附图说明 图I是本专利技术金刚石地质取芯钻头的结构示意图；图2是本专利技术金刚石地质取芯钻头的俯视图；图3是本专利技术半成品正视部分截面示意图。图中1_工作钢体、2-焊接层、3-金刚石孕镶体、4-水口模具、5-冷作钢体、6-气体保护焊接处。具体实施例方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供一种金刚石地质取芯钻头的制备工艺，其特征是按如下步骤实现(I)清洁石墨模具，配模，注意钻头钢体与石墨内、外模的配合间隙；在模具内先装水口料，后装金刚石与粉末的混合料；(2)装焊接层粉料；(3)插入工作钢体；(4)放入电阻烧结炉待烧，上、下待压，电阻面积为整个模具面积的1/3 ；(5)加热，温度升至720_780°C时，加全压12_18Mpa的1/3压力；(6)温度升至850-1000°C时，加全压12_18Mpa，保温保压时间2-5分钟，其中升温速度为 100-200°C /min ；(7)停止加热，冷却；(8)待温度降至680_720°C时，停止压力；出炉冷却。(9)冷却后，热压后成型部份钢体和冷作钢体车加工配合后，采用气体保护焊接设备进行无渣焊接，具体焊接位置如图3中所示气体保护焊接处6 ；(10)数控车加工丝扣后，开水口，产品完工。请参照图I、图2，使用上述制备工艺制成的金刚石地质取芯钻头，包括工作钢体I、金钢石孕镶体3，工作钢体I与金刚石孕镶体3之间由焊接层2相接，金刚石孕镶体3上开有水口 4 (如图3所示)，工作钢体I与冷作钢体5焊接。所述的金刚石孕镶体3的金刚石MBD8，粒度40/45，浓度60-100%。所述的金刚石孕镶体3的底出刃为0. 5-1. 5mm,外出刃内出刃为2_4mm,水口面只占底唇面积的40-60%。所述的焊接层2(即焊接层粉料)的配方按照质量百分比为WC:7-15%，Ni 10%, Fe :20-50%, Mn :2-10%,90Cu :30%。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何属于本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石地质取芯钻头的制备工艺，其特征是按如下步骤实现 (1)在模具内先装水口料，后装金刚石与粉末的混合料，所述金刚石与粉末的混合料焊接后形成金刚石孕镶体； (2)装焊接层粉料，所述焊接层粉料焊接后形成焊接层； (3)插入工作钢体； (4)放入电阻烧结炉待烧，上、下待压，电阻面积为整个模具面积的1/3； (5)加热，温度升至720-780°C时，加全压12-18Mpa的1/3压力； (6)温度升至850-1000°C时，加全压12-18Mpa，保温保压时间2_5分钟，其中升温速度为 100-200。。/min ； (7)停止加热，冷却； (8)待温度降至680-720°C时，停止压力；出炉冷却。2.如权利要求I所述的金刚石地质取芯钻头的制备工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建新，
申请(专利权)人：李建新，
类型：发明
国别省市：