CN103878886A - 一种金刚石钻头的材料配方及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种金刚石钻头的材料配方及其制造方法，其特征在于：金刚石的表面热压烧结有一层合金表层，该合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁20%-28%，铜35%-40%，钴10%-15%，镍12%-18%，其余为锡，本发明采用铁、铜、钴、镍、锡和金刚石为原材料制成，不含有钨以及碳化钨的成分，极大地改善了热压烧接性能，便于加工成型，产品稳定性好，并且锋利度有了一定的提高，制作工艺简单，制造成本较低，便于烧结成型，钻孔效率高，在钻孔过程中噪音较小，使用寿命得到了延长，很适合于各种不同硬度的石材钻孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造方法，尤其涉及一种金刚石钻头的材料配方及其制造方法，属于钻头工具技术领域。
背景技术
目前在建筑施工以及装修工程中会用到大量的天然石材或人造石材，在安装固定式往往需要进行钻孔操作，现有针对石材的钻头大多含有一定比例的钨或碳化钨，耐磨性能较差，锋利度不高，在钻孔过程中噪音也很大。而且在制造过程中不利于热压烧接，不便于加工成型，在实际钻孔的使用中产品的稳定性不好，制造成本也较高。
例如中国专利授权公开号为：CN 101725324A，公告日为：2010年6月9日实用新型专利公开了一种热压金刚石钻头及其制造方法，该钻头至少包括若干切削单元和水口，切削单元包括支撑体和若干分散于支撑体中的金刚石复合体，金刚石复合体中金刚石浓度为90%～105%，钻头的工作底唇面积的45%～60%为金刚石复合体，制备方法先采用热压方法或电镀方法预制金刚石复合体，然后在模具中将柱状金刚石复合体分散定位在作为支撑体的合金粉末中，通过中频电炉热压烧结成金刚石钻头。但是该钻头耐磨性能较差，使用寿命较短，不利于热压烧接成型，锋利度不高，在钻孔过程中噪音较大，不利于用作石材钻孔。
发明内容
本发明的目的是针对现有用于石材的钻头耐磨性能较差，使用寿命较短，不利于热压烧接成型，锋利度不高，在钻孔过程中噪音较大的缺陷和不足，现提供一种耐磨性能得到了提高，使用寿命得到了延长，有利于热压烧接成型，锋利度高，在钻孔过程中噪音较小的一种金刚石钻头的材料配方及其制造方法。
为实现本发明的目的，本发明的技术解决方案是：一种金刚石钻头的材料配方，金刚石的表面热压烧结有一层合金表层，该合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁20%-28%，铜35%-40%，钴10%-15%，镍12%-18%，其余为锡。
所述合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁23%，铜38%，钴12%，镍15%，其余为锡。
本发明的制造方法是：一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将按质量份数计的物料：铁20%-28%、铜35%-40%、钴10%-15%、镍12%-18%，其余为锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料；
b、随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上；
c、将已搅拌好的金刚石和金属粉末混合物料放入石墨模具中，将石墨模具中的混合物料压实；
d、然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到840摄氏度-880摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕-90千帕的烧结压力；
e、热压成型后放入室温冷却30分钟以上；
f、完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。
所述步骤d中的加热温度为855摄氏度。
所述金刚石颗粒的目数范围为：35/40至80/100。
所述混合物料粉末的颗粒直径大小为200目-500目。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用铁、铜、钴、镍、锡和金刚石为原材料制成，不含有钨以及碳化钨的成分，极大地改善了热压烧接性能，便于加工成型，产品稳定性好，并且锋利度有了一定的提高。
2、本发明制作工艺简单，制造成本较低，便于烧结成型，钻孔效率高，在钻孔过程中噪音较小，使用寿命得到了延长，很适合于各种不同硬度的石材钻孔。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
本发明涉及的一种金刚石钻头的材料配方，其特征在于：金刚石的表面热压烧结有一层合金表层，该合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁20%-28%，铜35%-40%，钴10%-15%，镍12%-18%，其余为锡。
所述合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁28%，铜38%，钴12%，镍15%，其余为锡。
一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将按质量份数计的物料：铁20%-28%、铜35%-40%、钴10%-15%、镍12%-18%，其余为锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料；
b、随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上；
c、将已搅拌好的金刚石和金属粉末混合物料放入石墨模具中，将石墨模具中的混合物料压实；
d、然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到840摄氏度-880摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕-90千帕的烧结压力；
e、热压成型后放入室温冷却30分钟以上；
f、完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。
所述步骤d中的加热温度为855摄氏度。
所述金刚石颗粒的目数范围为：35/40至80/100。
所述混合物料粉末的颗粒直径大小为200目-500目。
本发明金刚石钻头采用铁、铜、钴、镍、锡和金刚石为原材料制成，按照组分总质量的百分比含量分别为：铁20%-28%，铜35%-40%，钴10%-15%，镍12%-18%，其余为锡，并采用金刚石颗粒。现有的传统金刚石钻头大多含有一定比例的钨或碳化钨，传统的金刚石钻头不利于热压烧接，不便于加工成型，在实际钻孔的使用中产品的稳定性不好，并且锋利度一般。而本发明的技术方案中不含有钨以及碳化钨的成分，通过采用其它材料并优化了组分配比，极大地改善了热压烧接性能，便于加工成型，产品稳定性好，并且锋利度有了一定的提高。
本发明的制造方法如下：将按质量份数计的物料：铁20%-25%、铜35%-40%、钴10%-15%、镍12%-18%以及锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料。随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上。根据所钻孔加工石材的硬度以及打孔的数量要求，采用不同大小的金刚石颗粒，并将石墨模具中的混合物料压实。然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到840摄氏度-880摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕-90千帕的烧结压力。热压成型后放入室温冷却30分钟以上，完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。
实施例1：按质量份数计，采用铁20%、铜35%、钴10%、镍12%以及锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料。随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上，并且将混合物料装入石墨模具中并压实。然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到840摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕的烧结压力。热压成型后放入室温冷却30分钟以上，完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。利用该产品对大理石进行钻孔操作，钻孔直径为10毫米，孔深20毫米，实验中当钻孔数量为820个后钻头开始出现较大磨损。
实施例2：按质量份数计，采用铁28%、铜38%、钴12%、镍15%以及锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料。随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上，并且将混合物料装入石墨模具中并压实。然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到855摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕的烧结压力。热压成型后放入室温冷却30分钟以上，完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。利用该产品对大理石进行钻孔操作，钻孔直径为10毫米，孔深20毫米，实验中当钻孔数量为990个后钻头开始出现较大磨损。
实施例3：按质量份数计，采用铁25%、铜40%、钴15%、镍18%以及锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料。随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上，并且将混合物料装入石墨模具中并压实。然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到880摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕的烧结压力。热压成型后放入室温冷却30分钟以上，完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。利用该产品对大理石进行钻孔操作，钻孔直径为10毫米，孔深20毫米，实验中当钻孔数量为920个后钻头开始出现较大磨损。
以上实验数据标明，金刚石的表面热压烧结有一层合金表层，合金表层的材料配方的最佳比例为：铁28%，铜38%，钴12%，镍15%，其余为锡，并采用了金刚石颗粒，制成的钻头耐磨性和锋利度最佳，制作工艺简单，便于烧结成型，钻孔效率高，噪音小，使用寿命长。
Claims (6)
1.一种金刚石钻头的材料配方，其特征在于：金刚石的表面热压烧结有一层合金表层，该合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁20%-28%，铜35%-40%，钴10%-15%，镍12%-18%，其余为锡。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石钻头的材料配方，其特征在于：所述合金表层的组分及基于组分总质量的百分比含量分别为：铁28%，铜38%，钴12%，镍15%，其余为锡。
3.一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将按质量份数计的物料：铁20%-28%、铜35%-40%、钴10%-15%、镍12%-18%，其余为锡分别充分研磨成细粉末，加入甘油等润滑剂，并充分搅拌混合，形成混合物料；
b、随后将金刚石颗粒放入已搅拌好的金属粉末混合物料，再次搅拌20分钟，使得混合物料均匀覆盖在金刚石颗粒的外表面上；
c、将已搅拌好的金刚石和金属粉末混合物料放入石墨模具中，将石墨模具中的混合物料压实；
d、然后放入热压烧接机中，采用电加热的方式持续加热3-5分钟，使加热温度达到840摄氏度-880摄氏度，同时给烧结物料提供80千帕-90千帕的烧结压力；
e、热压成型后放入室温冷却30分钟以上；
f、完成冷却后卸模，去除毛刺，并称重检验，淘汰不合格产品。
4.根据权利要求3所述的一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于：所述步骤d中的加热温度为855摄氏度。
5.根据权利要求3所述的一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于：所述金刚石颗粒的目数范围为：35/40至80/100。
6.根据权利要求3所述的一种金刚石钻头的制造方法，其特征在于：所述混合物料粉末的颗粒直径大小为200目-500目。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20160309 |