CN101961784A - 粉末冶金材料及制造金刚石钻头的方法 - Google Patents

粉末冶金材料及制造金刚石钻头的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制作钢筋混凝土金刚石钻头胎体的粉末冶金材料，其组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％-32％，锡0％-3％，铁20％-30％，镍0％-4％，预合金40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16。本发明还提供了一种由该粉末冶金材料制造金刚石钻头的方法。由于本发明预合金粉烧结性能好，可使胎体烧结温度低，避免对金刚石的高温损伤；另外预合金粉对金刚石把持力高，可提高钻头钻切钢筋混凝土时的速度。

Description

粉末冶金材料及制造金刚石钻头的方法
技术领域
本发明属粉末冶金材料技术领域，涉及一种用于制作钢筋混凝土金刚石钻头胎体的粉末冶金材料，及利用该粉末冶金材料制造金刚石钻头的方法。
背景技术
在建筑行业中，楼房改建和加固时一般会使用钻头钻切楼板或地基等，其材质大多为钢筋混凝土，在其他一些土建行业也会采用钻头钻切钢筋混凝土，而在当前的工作模式下，施工要求较高的工作效率，因此在钻切钢筋混凝土时，要求钻头有较快的钻切速度，才能满足紧张工期的要求。
因此需要提供一种钻速较快的金刚石钻头。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免现有技术中的不足，而提出一种新的金刚石钻头胎体，该胎体具有钻切速度快的优点，提高实际钻切时的工作效率。
为此，本发明提供了一种用于制作钢筋混凝土金刚石钻头胎体的粉末冶金材料，其组分及质量百分比含量分别为：铜26％-32％，锡0％-3％，铁20％-30％，镍0％-4％，预合金40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16。
另一方面，本发明提供了一种制备金刚石钻头的方法，其包括如下步骤：
按照如下配方混合铜粉，锡粉，铁粉，镍粉，预合金粉形成粉末冶金材料：
基于所述粉末冶金材料的总质量，铜粉26％-32％，锡粉0％-3％，铁粉20％-30％，镍粉0％-4％，预合金粉40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16；
将金刚石与所述粉末冶金材料继续混合得到粉料；
将所述粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型形成刀头；
将所述刀头与刚体焊接成钻头。
本发明的金刚石钻头胎体具有钻切速度快的优点，提高实际钻切时的工作效率。此外，应用该胎体的钻头刀头烧结温度低，避免对金刚石的高温损伤，并且起到节能降耗的作用，使钻头的性价比提高，具有很强的竞争优势。
具体实施方式
本发明提供了一种用于制作钢筋混凝土金刚石钻头胎体的粉末冶金材料，其组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％-32％，锡0％-3％，铁20％-30％，镍0％-4％，预合金40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16。
根据某些优选实施方案，本发明粉末冶金材料的组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％-30％，锡1％-3％，铁21％-27％，镍1％-4％，预合金40％-47％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69-72∶14-16.5∶12.5-15。
根据某些特别优选的实施方案，本发明粉末冶金材料的组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％，锡2％，铁24％，镍3％，预合金45％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69.5-71.5∶14.5-16∶13-14。
根据某些更优选的实施方案，本发明粉末冶金材料中，所述预合金的成分和比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5。
本发明还提供了一种制备金刚石钻头的方法，其包括如下步骤：
按照如下配方混合铜粉，锡粉，铁粉，镍粉，预合金粉形成粉末冶金材料：
基于所述粉末冶金材料的总质量，铜粉26％-32％，锡粉0％-3％，铁粉20％-30％，镍粉0％-4％，预合金粉40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16；
将金刚石与所述粉末冶金材料继续混合得到粉料；
将所述粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型形成刀头；
将所述刀头与刚体焊接成钻头。
根据某些优选的实施方案，本发明方法中，所述粉末冶金材料的组分基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜粉26％-30％，锡粉1％-3％，铁粉21％-27％，镍粉1％-4％，预合金粉40％-47％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69-72∶14-16.5∶12.5-15。
根据某些特别优选的实施方案，本发明方法中，所述粉末冶金材料的组分基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜粉26％，锡粉2％，铁粉24％，镍粉3％，预合金粉45％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69.5-71.5∶14.5-16∶13-14。
根据某些更优选的实施方案，本发明方法中，所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5。
根据某些更优选的实施方案，本发明方法中，所述烧结成型在795℃的烧结温度下进行。
根据某些尤其优选的实施方案，本发明方法中，其包括如下步骤：
按照如下配方混合铜粉，锡粉，铁粉，镍粉，预合金粉形成粉末冶金材料：
基于所述粉末冶金材料的总质量，铜粉26％，锡粉2％，铁粉24％，镍粉3％，预合金粉45％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5；
将金刚石与所述粉末冶金材料继续混合1-2小时得到粉料；
将所述粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中在795℃的烧结温度下烧结成型形成刀头；
将所述刀头与刚体焊接成钻头。
以下结合实施例进一步说明本发明。除非特别指明，本发明中，所有比例、含量、份数均以质量计，温度均指摄氏度，所有术语都具有本领域惯常的含义。
实施例1：
取铜粉270g，锡粉25g，铁粉220g，镍粉15g，预合金粉470g，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69∶16∶15，金刚石40g。将按照上述配比分别称取各种粉料放入混料筒中混合30分钟，然后加入金刚石继续混合2-3小时；将混合好后的粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型，烧结温度为780℃；将烧结好的刀头与刚体高频焊接成
Figure BSA00000288466500041
的钻头，实际钻切钢筋混凝土，混凝土厚度23cm、标号C40，钢筋直径18mm，钢筋在厚度方向分布4层，钻切速度2.9cm/min。国外产品成分及比例Cu∶Sn∶Fe∶Co＝24∶2∶6∶68，烧结温度为860℃，钻切速度1.9cm/min，本发明比国外产品烧结温度低80℃，速度比国外产品快53％。
实施例2：
取铜粉290g，锡粉30g，铁粉225g，镍粉25g，预合金粉430g，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝70.5∶15∶14.5，金刚石42g。将按照上述配比分别称取各种粉料放入混料筒中混合30分钟，然后加入金刚石继续混合2-3小时；将混合好后的粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型，烧结温度为770℃；将烧结好的刀头与刚体高频焊接成
Figure BSA00000288466500042
的钻头，实际钻切钢筋混凝土，混凝土厚度23cm、标号C40，钢筋直径18mm，钢筋在厚度方向分布4层，钻切速度3.3cm/min。国外产品成分及比例Cu∶Sn∶Fe∶Co＝24∶2∶6∶68，烧结温度为860℃，钻切速度1.9cm/min，本发明比国外产品烧结温度低90℃，速度比国外产品快74％。
实施例3：
取铜粉260g，锡粉20g，铁粉240g，镍粉30g，预合金粉450g，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5，金刚石38g。将按照上述配比分别称取各种粉料放入混料筒中混合30分钟，然后加入金刚石继续混合2-3小时；将混合好后的粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型，烧结温度为795℃；将烧结好的刀头与刚体高频焊接成
Figure BSA00000288466500051
的钻头，实际钻切钢筋混凝土，混凝土厚度23cm、标号C40，钢筋直径18mm，钢筋在厚度方向分布4层，钻切速度3.5cm/min。国外产品成分及比例Cu∶Sn∶Fe∶Co＝24∶2∶6∶68，烧结温度为860℃，钻切速度1.9cm/min，本发明比国外产品烧结温度低65℃，速度比国外产品快84％。

Claims (10)

1.一种用于制作钢筋混凝土金刚石钻头胎体的粉末冶金材料，其组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％-32％，锡0％-3％，铁20％-30％，镍0％-4％，预合金40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于：其组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％-30％，锡1％-3％，铁21％-27％，镍1％-4％，预合金40％-47％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69-72∶14-16.5∶12.5-15。
3.根据权利要求2所述的粉末冶金材料，其特征在于：其组分及基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜26％，锡2％，铁24％，镍3％，预合金45％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69.5-71.5∶14.5-16∶13-14。
4.根据权利要求1、2或3所述的粉末冶金材料，其特征在于所述预合金的成分和比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5。
5.一种制备金刚石钻头的方法，其包括如下步骤：
按照如下配方混合铜粉，锡粉，铁粉，镍粉，预合金粉形成粉末冶金材料：
基于所述粉末冶金材料的总质量，铜粉26％-32％，锡粉0％-3％，铁粉20％-30％，镍粉0％-4％，预合金粉40％-50％，其中所述预合金的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝68-74∶13-18∶11-16；
将金刚石与所述粉末冶金材料继续混合得到粉料；
将所述粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中烧结成型形成刀头；
将所述刀头与刚体焊接成钻头。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：粉末冶金材料的组分基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜粉26％-30％，锡粉1％-3％，铁粉21％-27％，镍粉1％-4％，预合金粉40％-47％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69-72∶14-16.5∶12.5-15。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：粉末冶金材料的组分基于其总质量的质量百分比含量分别为：铜粉26％，锡粉2％，铁粉24％，镍粉3％，预合金粉45％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝69.5-71.5∶14.5-16∶13-14。
8.根据权利要求5的方法，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5。
9.根据权利要求5的方法，其中所述烧结成型在795℃的烧结温度下进行。
10.根据权利要求5的方法，其包括如下步骤：
按照如下配方混合铜粉，锡粉，铁粉，镍粉，预合金粉形成粉末冶金材料：
基于所述粉末冶金材料的总质量，铜粉26％，锡粉2％，铁粉24％，镍粉3％，预合金粉45％，其中所述预合金粉的成分和质量比例为：Fe∶Co∶Cu＝71∶15.5∶13.5；
将金刚石与所述粉末冶金材料继续混合1-2小时得到粉料；
将所述粉料投入石墨模具中，组装好模具后放入真空热压烧结炉中在795℃的烧结温度下烧结成型形成刀头；
将所述刀头与刚体焊接成钻头。
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