CN102205451A - 高频感应钎焊金刚石钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高频感应钎焊金刚石钻头，包括钻头基体（1），在钻头基体合金中加入WC粉；钻头基体（1）上布置有第一圆形散热排屑槽（3）、第二圆形散热排屑槽（4）以及第三散热排屑槽（5）；在所述钻头基体（1）的表面离其下缘0~15mm处高频感应钎焊有内外两层金刚石颗粒，其中内层金刚石颗粒的粒度为40/45，外层金刚石颗粒的粒度为45/50；所述内层金刚石颗粒和外层金刚石颗粒在所述钻头基体的表面呈条状间歇性排列，形成金刚石工作层。采用本发明的频感应钎焊金刚石钻头开孔效果好、开孔速度快和使用寿命长。

Description

高频感应钎焊金刚石钻头
技术领域
本发明涉及一种金刚石钻头（开孔钻）。具体涉及一种高频感应钎焊金刚石钻头（开孔钻）。主要用于各种硬脆材料的开孔加工。属金刚石工具技术领域。
背景技术
目前在高温钎焊领域，常用的方法有电阻炉加热真空高温钎焊、高频感应加热钎焊、激光钎焊等。高频感应加热钎焊是利用交变磁场电场感应现象，场中的工件上的涡流效应对工件进行加热，使钎料熔化从而实现钎焊的一种方法，电流的交变频率在10KHZ以上。与其它钎焊方法相比，感应钎焊具有独到的特点：加热速度快，易于实现局部加热，可实现热量的集中，温度易控制，易于实现自动化，既能保证工具被加热区的加热要求，又能保持其他区域性质不变并且机会不会产生变形，这些特点也使感应加热更符合目前社会市场的快速、敏捷、低成本的市场要求，尤其对单件和散件产品的生产更具有独特的优势。在工业加热方面，感应加热有其自身很大的优势，特别是其高效率、高质量、低成本特点，也使得感应加热得到了很大的发展。目前感应加热广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等过程。国内外学者对金属－金属、金属－陶瓷、陶瓷－陶瓷等金属、非金属材料的高频感应高温钎焊做了大量研究，相对传统超硬磨料工具，高温钎焊超硬磨料工具具有无可比拟的优越性。高温钎焊超硬磨料工具的开发对难加工材料的加工有着重大的意义。高频感应加热高效、高质量、低成本，应用广泛。
目前的真空钎焊金刚石钻头（开孔钻）钻速为800~1200转/分钟，干打硬脆材料时，使用环境恶劣，使用寿命短。造成使用寿命短的主要原因有：
1、材料合金结合剂把持力不足，金刚石颗粒过早脱落；
2、基体磨损快；
3、加工时产生的高温使金刚石碳化失效，基体白软变形，影响开孔效果，缩短使用寿命。
发明内容
本发明的目的是在于克服上述不足，提供一种开孔效果好、开孔速度快和使用寿命长的高频感应钎焊金刚石钻头。
本发明的目的是这样实现的：一种高频感应钎焊金刚石钻头，包括钻头基体，所述钻头基体的合金的成份为：65锰钢100质量份和WC粉3~30质量份；钻头基体上布置有第一圆形散热排屑槽、第二圆形散热排屑槽以及第三散热排屑槽；在所述钻头基体的表面离其下缘0~15mm处高频感应钎焊有内外两层金刚石颗粒，其中内层金刚石颗粒的粒度为40/45，外层金刚石颗粒的粒度为45/50，外层金刚石颗粒覆盖于内层金刚石颗粒上；所述内层金刚石颗粒和外层金刚石颗粒在所述钻头基体的表面呈条状间歇性排列，形成金刚石工作层。
所述钻头基体表面的内外两层金刚石颗粒的钎焊方法为：
步骤一、焊前准备
（1）、钻头基体合金中加入3%~30%的WC粉，
（2）、对钻头基体去油污和去氧化物处理，
（3）、对合金钎料进行去油污和去氧化物处理，合金钎料选用如下表配方所示的任一种，三种合金钎料在常温下均为片状，厚度均为0.1~0.3mm，
（4）对金刚石颗粒进行去油污处理；
步骤二、焊接操作
（1）第一次涂覆
将合金钎料和内层金刚石颗粒均匀涂覆在钻头基体表面离其下缘0~15mm处，
（2）第一次焊接
将涂覆好合金钎料和内层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成内层金刚石颗粒，所述钎剂成份为脱水硼砂45±5质量份、硼酸35±5质量份和脱水氟化钾20±5质量份，
（3）第二次涂覆
将混合钎料和外层金刚石颗粒均匀覆盖于所述第一次焊接形成的内层金刚石颗粒上，
（4）第二次焊接。
将涂覆好合金钎料和外层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成外层金刚石颗粒。
本发明的有益效果是：
1、使用双层钎焊不同粒度的金刚石颗粒，在工作时最外层的尺寸较小的金刚石颗粒先开始工作，待最外层金刚石颗粒磨损完毕后，内层尺寸较大的金刚石颗粒开始工作，大大提高钻头的工作能力，延长使用寿命。
2、由于在钻头基体合金中加入WC粉，锰钢表层形成WC硬化层，抗磨性能通常为淬硬合金工具钢4～15倍，金刚石颗粒结合牢固，使用寿命变长。
3、基体上开有若干大小形状不同的散热排屑孔，工作时散热效果好，提高金刚石颗粒的使用寿命。
因此本发明使用寿命长、效果佳，与其他钎焊金刚石钻头相比，在钻速1100钻/分钟下直径35mm的高频感应钎焊金刚石钻头打厚度为2.5mm的孔可以打70个，而其他钎焊金刚石钻头只能打40个。
附图说明
图1为本发明高频感应钎焊金刚石钻头的结构示意图。
图2为图1的A-A剖示图。
图3为图1的俯视图。
图中附图标记：
钻头基体1
金刚石颗粒2
第一散热排屑槽3
第二散热排屑槽4
第三散热排屑槽5。
具体实施方式
参见图1~3，图1为本发明高频感应钎焊金刚石钻头的结构示意图。图2为图1的A-A剖示图。图3为图1的俯视图。由图1、图2和图3可以看出，本发明高频感应钎焊金刚石钻头，包括钻头基体1，钻头基体合金的成份为：65锰钢和WC粉；钻头基体上均布有六个（钻头是圆形的，图中只有三个，在它的另一面对称的还有三个）直径为4mm的第一圆形散热排屑槽3、四个直径为12mm的第二圆形散热排屑槽4以及二个长度为29.2mm、宽度为4.7mm的第三散热排屑槽5组合；在所述钻头基体表面离其下缘0~15mm处高频感应钎焊有两层金刚石颗粒2（先钎焊一层粒度为40/45的金刚石颗粒，后钎焊一层粒度为45/50的金刚石颗粒覆盖于内层金刚石颗粒上），所述两层金刚石颗粒成条状间歇性排列，形成金刚石工作层。其具体制备方法如下：
步骤一、焊前准备：
（1）、钻头基体合金中加入WC粉，
（2）、对钻头基体去油污和去氧化物处理，
（3）、对合金钎料进行去油污和去氧化物处理，合金钎料选用如下表配方所示的任一种，三种合金钎料在常温下均为片状，厚度为0.1~0.3mm，
Figure 957852DEST_PATH_IMAGE002
（4）对金刚石颗粒进行去油污处理；
步骤二、焊接操作
（1）第一次涂覆
将合金钎料和内层金刚石颗粒均匀涂覆在钻头基体表面离其下缘0~15mm处，
（2）第一次焊接
将涂覆好合金钎料和内层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成内层金刚石颗粒，所述钎剂成分为脱水硼砂45质量份、硼酸35质量份和脱水氟化钾20质量份，
（3）第二次涂覆
将混合钎料和外层金刚石颗粒均匀覆盖于所述第一次焊接形成的内层金刚石颗粒上，
（4）第二次焊接。
将涂覆好合金钎料和外层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成外层金刚石颗粒。
采用自动进给送料机构，将涂覆好的钻头放置于自动进给送料机构中，当前一个钻头焊接完成，下一个待焊接的钻头自动进入工位。这种自动送料机构提高了劳动效率、减轻了劳动强度。

Claims (2)

1. 一种高频感应钎焊金刚石钻头，包括钻头基体（1），其特征在于：所述钻头基体（1）的合金的成份为：65锰钢100质量份和WC粉3~30质量份；钻头基体（1）上布置有第一圆形散热排屑槽（3）、第二圆形散热排屑槽（4）以及第三散热排屑槽（5）；在所述钻头基体（1）的表面离其下缘0~15mm处高频感应钎焊有内外两层金刚石颗粒，其中内层金刚石颗粒的粒度为40/45，外层金刚石颗粒的粒度为45/50，外层金刚石颗粒覆盖于内层金刚石颗粒上；所述内层金刚石颗粒和外层金刚石颗粒在所述钻头基体（1）的表面呈条状间歇性排列，形成金刚石工作层。
2.根据权利要求1所述的一种高频感应钎焊金刚石钻头，其特征在于：所述钻头基体表面的内外两层金刚石颗粒的钎焊方法为：
步骤一、焊前准备：
（1）、钻头基体合金中加入3%~30%的WC粉，
（2）、对钻头基体去油污和去氧化物处理，
（3）、对合金钎料进行去油污和去氧化物处理，合金钎料选用如下表配方所示的任一种，三种合金钎料在常温下均为片状，厚度为0.1~0.3mm，
Figure 201110154826X100001DEST_PATH_IMAGE001
（4）对金刚石颗粒进行去油污处理；
步骤二、焊接操作
（1）第一次涂覆
将合金钎料和内层金刚石颗粒均匀涂覆在钻头基体表面离其下缘0~15mm处，
（2）第一次焊接
将涂覆好合金钎料和内层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成内层金刚石颗粒，所述钎剂成份为脱水硼砂45±5质量份、硼酸35±5质量份和脱水氟化钾20±5质量份，
（3）第二次涂覆
将混合钎料和外层金刚石颗粒均匀覆盖于所述第一次焊接形成的内层金刚石颗粒上，
（4）第二次焊接。
将涂覆好合金钎料和外层金刚石颗粒的钻头基体和钎剂放入高频感应焊机的感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热，在钻头基体表面形成外层金刚石颗粒。
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