CN115055927B - 一种高强度耐高温数控钻头的制备方法 - Google Patents
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本分明提供了一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。采用金属粉末冶炼的方法制备数控钻头，加入锰、钛提高钢体的韧性和抗冲击性能，粘结剂将金属粉末塑形，减少在烧结过程中钻头的内部缺陷和收缩，在烧结后，不留残余。其中的有效成分避免在掺杂锰粉中引发的火灾，提高工艺的安全性。对数控钻头的钻头进行电镀镶钻处理，提高钻头的钻孔性能。电镀液中的有效成分可将金刚石与钻头高效的嵌合，提高金属元素沉积的均匀性，使电镀后的金属件更加光亮。保护剂通过络合的方式来提高电镀液的稳定性，抑制氢脆现象，同时“引导”金属原子在钻头的缺陷部位沉积，填补粘结剂在烧结后留下的缺陷，提高钻头的抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工相关技术领域，特别是一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
技术背景
世界各国对制造业的重视，使数控刀具有了飞速的发展。近年来，我国对高端数控刀具的需求越来越高。
而在金属切削加工中，切屑沿钻头前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使数控刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。造成刀具磨损的机理主要是以下几种：1）机械力：刀片切削刃上的机械压力导致断裂。2）热量：在刀片切削刃上，温度变化导致裂纹，热量导致塑性变形。3）化学反应：硬质合金和工件材料之间的化学反应导致磨损。4）研磨：在铸铁中，SiC夹杂物会磨损刀片切削刃。5）粘附：对于粘性材料，形成积屑层/积屑瘤。其中钻头作为数控刀具中的一个重要的组成部分，这些因素也是令钻头寿命减少的主要原因。
钻头直径小、强度不够，小直径钻头的螺旋角又比较小，不易排屑，所以小直径钻头在使用过程中容易折断。钻小孔的切削速度高，钻头产生的切削温度高又不易散热，特别是钻头和工件的接触部位温度更高，加剧了钻头的磨损。钻孔过程中，一般多用手动进给，进给力不容易掌握均匀，往往稍不注意就会使钻头损坏。由于小直径钻头的刚性较差，容易损坏弯曲，致使钻孔产生倾斜，上述原因是造成钻头磨损的主要因素，因此，为提高钻头的使用寿命和钻孔性能，本发明采用金属粉末冶金工艺制备钻头，使制得的钻头具有耐高温耐磨的特性，但在金属粉末冶炼的过程中，现有的粘结剂在烧结过程中会在金属内部留下微孔等缺陷，导致钻头的使用寿命大大减少。为解决上述问题，本发明提供了一种可在烧结过程中减少金属内部缺陷的粘结剂。同时，为进一步提高钻头的切削性能，对钻头部位进行电镀镶钻处理，使钻头的使用寿命和钻孔性能大幅度提升。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高强度耐高温数控钻头及其制备方法。
本发明的第二目的是提供一种制备高强度耐高温粗品数控钻头的制备方法。
本发明的第三目的是提供一种高强度耐高温数控钻头粗品的电镀镶钻工艺。
本发明是通过如下方法得到的：
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇15-30份、聚氧亚甲基5-7份加入四氢呋喃混合均匀，以1-3℃/min的速度升温至110-120℃保温4-5h，加入4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)3-5份，再次以5-7℃/min的速度升温至150-155℃，保温3-5h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯30-40份，5-甲氧基间苯二甲酸6-8份加入乙醇混合均匀，以4-5℃/min的速度升温至130-135℃，保温2-3h后，加入钛酸异丙酯3-5份，升温至140-145℃，保温5-6h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇3-5份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚5-7份共同控制温度到100-105℃，搅拌3-4h，即得。
粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢100-120份、12-15µm锰粉0.5-1.0份、12-15µm钛粉0.8-1.2份和6-8份粘结剂在150-160℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以140-150MPa的注射压力，75-80g/s的注射速度进行注射，注射温度为30-40℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以15-18℃/min的速度升温至2240-2280℃保温8-9h，后以13-15℃/min的速率升温至3410-3430℃保温12-16h，后以3-5℃/min的速率降温至1675-1680℃保温3-5h后，放入水中进行淬火，后以7-9℃/min速率升温至600-650℃保温5-7h，后随炉降至室温，即得。
其中，电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺2-4份、3-甲基-3-丁烯醇5-7份于丙酮中混合均匀，以3-5℃/min的速率升温至150-160℃，保温搅拌4-5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮6-8份降温至140-145℃，保温搅拌2-3h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠2-4份，四聚丙烯基苯磺酸钠1-2份、十二烷基硫酸钠2-3份混合均匀，即得。
其中，稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸1-2份、羧甲基纤维素1.5-1.8份、羟丙基-β-环糊精0.5-0.7份溶于45-50℃水，搅拌1-1.5h即得。
其中，保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑5-7份、烷基酚聚氧乙烯醚6-9份加入丙酮混合均匀，以5-6℃/min的速度升温至130-140℃，保温搅拌8-9h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚5-8份升温至160℃保温搅拌3-4h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶4-6份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1-2份加入二甲基亚砜混合均匀，以1-2℃/min的速率升温至80-90℃，保温搅拌4-6h，后加入四氢呋喃10-15份、苯丙氨基酸2-4份、脯氨酸1-2份降温至60-65℃，保温搅拌7-9h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为45-50℃，向其中加入稳定剂0.2-0.5份，混合均匀即得。
电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为250-270g/L的硫酸镍溶液，浓度为15-17g/L的硼酸溶液，浓度为40-45g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为（2-4）：（150-180），控制溶液温度为35-37℃，搅拌30-40min，后加入柠檬酸调节pH为4.8-5.2，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为（1-1.5）：（100-110）。
表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷3-5份、羧甲基甲壳素5-7份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺8-10份，加入75-85%乙醇溶液搅拌升温至80-90℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1-2份，搅拌均匀即得。
高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.2-2.5A/dm2，电镀液温度为42-45℃，电镀时间为50-55h，即得。
本发明具备的优势：
本发明采用金属粉末冶炼来制备高强度耐高温数控钻头，通过加入锰元素和钛元素提高钢体的韧性和抗冲击性能，同时通过特定的烧结工艺，进一步提高数控钻头的强度。在金属粉末冶炼中，粘结剂的存在起到至关重要的作用。在金属件的烧结前，粘结剂可将金属粉末塑造成所需金属件的形状来达到塑形的目的。目前烧结精细型的数控钻头常采用热固性粘结剂，热固性粘结剂温度稳定性高，烧结后的金属件尺寸精确度高。但目前的热固性粘结剂存在一个不可忽视的问题，在金属粉末的烧结过程中，热固型粘结剂的存在会使金属件的内部产生微小气泡，导致金属件中存在缺陷，影响数控钻头的使用寿命。所以本发明提供了一种有效降低金属件内气泡的粘结剂，减少了金属件的内部缺陷的粘结剂。粘结剂中的有效成分在烧结过程中可快速有效脱去，减少粘结剂在金属件内的含量，烧结后，不留残余，避免杂质元素的引入，并且减少金属件在烧结过程中的收缩。其中石蜡或鲸蜡提高金属件的塑性效果，同时在粘结剂中加入的有效成分可避免锰粉在掺杂过程中引发的火灾，提高制备工艺的安全性。粘结剂中的有效成分防止金属粉末吸湿，可延长金属粉末塑性体的放置时间，降低生产成本，提高生产效率。
为进一步提高数控钻头的钻孔切削能力，本发明通过对数控钻头的钻头部位进行电镀镶钻处理，通过电镀的方式提高金刚石和钻头的粘结力，防止金刚石在工作使用中掉落。常规的电镀液在电镀镶钻后，金刚石和粗品数控钻头胚体的粘结力不强，在高温和高速切削的工作环境下，极易使金刚石和胚体脱落，所以需要配制特定的电镀液来提高金刚石和胚体之间的粘结力。电镀液中存在的有效成分，可对数控钻头的电镀部分进行有效的“镶嵌”，可将其与制作的胚体有效的嵌合，提高在电镀过程中金属元素沉积的均匀性，使电镀后的金属件更加光亮。同时，在电镀过程前，进一步提高金刚石和钻头之间的粘结性能，对金刚石进行处理，而本发明提供的表面处理剂有效的降低金刚石的表面张力，同时在进行点钻固定时提高粘结力，避免在电镀过程中掉落。
因为采用金属粉末冶炼的方法来制备数控钻头，所以在烧结过程中，粘结剂在烧结后会在表面留下微小裂缝，但在电镀镶钻的电镀过程中，作为被电镀的数控钻头在阴极会产生氢脆现象，在微小裂缝存在的情况下，极易使数控钻头表面的缺陷扩大，钻头的抗冲击性能大大降低；针对上述现象，发明人尝试向其中加入常规稳定剂，抑制氢脆现象，但其中的成分会和现有的电镀液中的成分在电镀过程中发生反应，无法抑制氢脆现象，甚至会吸附到待镀部位上，造成电镀后的金刚石与胚体之间的粘结力大大降低，引起在电镀过程中金刚石会脱落，所以发明人制备了一种保护剂，保护剂通过络合的方式来提高电镀液的稳定性，抑制氢脆现象，同时“引导”金属原子在钻头的缺陷部位沉积，填补粘结剂在烧结后留下的缺陷，提高钻头的抗冲击性能。
具体制备方法
实施例1
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇23份、聚氧亚甲基6份加入四氢呋喃混合均匀，以2℃/min的速度升温至115℃保温4.5h，加入4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)4份，再次以6℃/min的速度升温至153℃，保温4h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯35份，5-甲氧基间苯二甲酸7份加入乙醇混合均匀，以4.5℃/min的速度升温至133℃，保温2.5h后，加入钛酸异丙酯4份，升温至143℃，保温5.5h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇4份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚6份共同控制温度到103℃，搅拌3.5h，即得。
粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以14℃/min的速度升温至2260℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至3420℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1678℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其中，电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺3份、3-甲基-3-丁烯醇6份于丙酮中混合均匀，以4℃/min的速率升温至155℃，保温搅拌4.5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮7份降温至143℃，保温搅拌2.5h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠3份，四聚丙烯基苯磺酸钠1.5份、十二烷基硫酸钠2.3份混合均匀，即得。
其中，稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸1.5份、羧甲基纤维素1.7份、羟丙基-β-环糊精0.6份溶于48℃水，搅拌1.3h即得。
其中，保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑6份、烷基酚聚氧乙烯醚7份加入丙酮混合均匀，以5.5℃/min的速度升温至135℃，保温搅拌8.5h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚7份升温至160℃保温搅拌3.5h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶5份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1.5份加入二甲基亚砜混合均匀，以1.5℃/min的速率升温至85℃，保温搅拌5h，后加入四氢呋喃13份、苯丙氨基酸3份、脯氨酸1.5份降温至63℃，保温搅拌8h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为48℃，向其中加入稳定剂0.3份，混合均匀即得；
电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为260g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为3：175，控制溶液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷4份、羧甲基甲壳素6份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺9份，加入80%乙醇溶液搅拌升温至85℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1.5份，搅拌均匀即得。
高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.3A/dm2，电镀液温度为44℃，电镀时间为53h，即得。
实施例2
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇15份、聚氧亚甲基7份加入四氢呋喃混合均匀，以1℃/min的速度升温至120℃保温4h，加入4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)5份，再次以5℃/min的速度升温至155℃，保温3h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯40份，5-甲氧基间苯二甲酸6份加入乙醇混合均匀，以5℃/min的速度升温至130℃，保温3h后，加入钛酸异丙酯3份，升温至145℃，保温5h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇5份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚5份共同控制温度到105℃，搅拌3h，即得。
粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢100份、12-15µm锰粉1.0份、12-15µm钛粉0.8份和8份粘结剂在150℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以140MPa的注射压力， 80g/s的注射速度进行注射，注射温度为30℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以18℃/min的速度升温至2240℃保温9h，后以13℃/min的速率升温至3430℃保温12h，后以5℃/min的速率降温至1675℃保温5h后，放入水中进行淬火，后以7℃/min速率升温至650℃保温5-7h，后随炉降至室温，即得。
其中，电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺2份、3-甲基-3-丁烯醇7份于丙酮中混合均匀，以3℃/min的速率升温至160℃，保温搅拌4h，后加入5-氨基苯并咪唑酮8份降温至140℃，保温搅拌3h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠2份，四聚丙烯基苯磺酸钠2份、十二烷基硫酸钠2份混合均匀，即得。
其中，稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸1份、羧甲基纤维素1.8份、羟丙基-β-环糊精0.5份溶于50℃水，搅拌1h即得。
其中，保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑5份、烷基酚聚氧乙烯醚9份加入丙酮混合均匀，以5℃/min的速度升温至140℃，保温搅拌8h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚8份升温至160℃保温搅拌3h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶6份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1份加入二甲基亚砜混合均匀，以2℃/min的速率升温至80℃，保温搅拌6h，后加入四氢呋喃10份、苯丙氨基酸4份、脯氨酸1份降温至65℃，保温搅拌7h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为50℃，向其中加入稳定剂0.2份，混合均匀即得；
电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为250g/L的硫酸镍溶液，浓度为17g/L的硼酸溶液，浓度为40g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为4：150，控制溶液温度为37℃，搅拌30min，后加入柠檬酸调节pH为5.2，加入保护剂，即得。
其中保护剂与电镀液体积之比为1.5：100。
表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷5份、羧甲基甲壳素5份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺10份，加入85%乙醇溶液搅拌升温至80℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠2份，搅拌均匀即得。
高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.5A/dm2，电镀液温度为42℃，电镀时间为55h，即得。
实施例3
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇30份、聚氧亚甲基5份加入四氢呋喃混合均匀，以3℃/min的速度升温至110℃保温5h，加入4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)3份，再次以7℃/min的速度升温至150℃，保温5h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯30份，5-甲氧基间苯二甲酸8份加入乙醇混合均匀，以4℃/min的速度升温至135℃，保温2h后，加入钛酸异丙酯5份，升温至140℃，保温6h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇3份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚7份共同控制温度到100℃，搅拌4h，即得。
粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢120份、12-15µm锰粉0.5份、12-15µm钛粉1.2份和6份粘结剂在160℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以150MPa的注射压力，75g/s的注射速度进行注射，注射温度为40℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以15℃/min的速度升温至2280℃保温8h，后以15℃/min的速率升温至3410℃保温16h，后以3℃/min的速率降温至1680℃保温3h后，放入水中进行淬火，后以9℃/min速率升温至600℃保温7h，后随炉降至室温，即得。
其中，电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺4份、3-甲基-3-丁烯醇5份于丙酮中混合均匀，以5℃/min的速率升温至150℃，保温搅拌5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮6份降温至145℃，保温搅拌2h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠4份，四聚丙烯基苯磺酸钠1份、十二烷基硫酸钠3份混合均匀，即得。
其中，稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸2份、羧甲基纤维素1.5份、羟丙基-β-环糊精0.7份溶于45℃水，搅拌1.5h即得。
其中，保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑7份、烷基酚聚氧乙烯醚6份加入丙酮混合均匀，以6℃/min的速度升温至130℃，保温搅拌9h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚5份升温至160℃保温搅拌4h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶4份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚2份加入二甲基亚砜混合均匀，以1℃/min的速率升温至90℃，保温搅拌4h，后加入四氢呋喃15份、苯丙氨基酸2份、脯氨酸2份降温至60℃，保温搅拌9h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为45℃，向其中加入稳定剂0.5份，混合均匀即得。
电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为270g/L的硫酸镍溶液，浓度为15g/L的硼酸溶液，浓度为45g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为2：180，控制溶液温度为35℃，搅拌40min，后加入柠檬酸调节pH为4.8，加入保护剂，即得。
其中保护剂与电镀液体积之比为1：110。
其中，表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷3份、羧甲基甲壳素7份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺8份，加入75%乙醇溶液搅拌升温至90℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1份，搅拌均匀即得。
高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.2A/dm2，电镀液温度为45℃，电镀时间为50h，即得。
对比例1
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇23份、聚氧亚甲基10份加入四氢呋喃混合均匀，以2℃/min的速度升温至115℃保温4.5h，加入 4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)4份，再次以6℃/min的速度升温至153℃，保温4h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯35份，5-甲氧基间苯二甲酸7份加入乙醇混合均匀，以4.5℃/min的速度升温至133℃，保温2.5h后，加入钛酸异丙酯4份，升温至143℃，保温5.5h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇4份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚6份共同控制温度到103℃，搅拌3.5h，即得。
其余同实施例1。
对比例2
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇23份、聚氧亚甲基6份、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)4份加入四氢呋喃混合均匀，以6℃/min的速度升温至153℃保温8h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯35份，5-甲氧基间苯二甲酸7份加入乙醇混合均匀，以4.5℃/min的速度升温至133℃，保温2.5h后，加入钛酸异丙酯4份，升温至143℃，保温5.5h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇4份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚6份共同控制温度到103℃，搅拌3.5h，即得。
其余同实施例1。
对比例3
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粘结剂的制备方法为：
a)取聚乙二醇23份、聚氧亚甲基6份加入四氢呋喃混合均匀，以2℃/min的速度升温至115℃保温4.5h，加入4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)4份，再次以6℃/min的速度升温至153℃，保温4h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯35份，5-甲氧基间苯二甲酸7份加入乙醇混合均匀，以4.5℃/min的速度升温至133℃，保温2.5h后，加入钛酸异丙酯4份，升温至143℃，保温5.5h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇8份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚6份共同控制温度到103℃，搅拌3.5h，即得。
其余同实施例1。
对比例4
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法
其中所述粘结剂为聚乙烯醇。
其余同实施例1。
对比例5
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以17℃/min的速度升温至880℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至1678℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1255℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其余同实施例1。
对比例6
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以130MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以17℃/min的速度升温至880℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至1678℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1255℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其余同实施例1。
对比例7
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，100g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以17℃/min的速度升温至880℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至1678℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1255℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其余同实施例1。
对比例8
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以10℃/min的速度升温至2260℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至3420℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1678℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其余同实施例1。
对比例9
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以14℃/min的速度升温至2260℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至3420℃保温14h，后放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
其余同实施例1。
对比例10
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述粗品数控钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以14℃/min的速度升温至2260℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至3420℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1678℃保温4h后，放入水中进行淬火，即得。
其余同实施例1。
对比例11
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺3份、3-甲基-3-丁烯醇3份于丙酮中混合均匀，以4℃/min的速率升温至155℃，保温搅拌4.5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮7份降温至143℃，保温搅拌2.5h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠3份，四聚丙烯基苯磺酸钠1.5份、十二烷基硫酸钠2.3份混合均匀，即得。
其余同实施例1。
对比例12
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺3份、3-甲基-3-丁烯醇6份于丙酮中混合均匀，以4℃/min的速率升温至155℃，保温搅拌4.5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮10份降温至143℃，保温搅拌2.5h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠3份，四聚丙烯基苯磺酸钠1.5份、十二烷基硫酸钠2.3份混合均匀，即得。
其余同实施例1。
对比例13
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺3份、3-甲基-3-丁烯醇6份、5-氨基苯并咪唑酮7份、1,2-乙烷基二磺酸钠3份、四聚丙烯基苯磺酸钠1.5份、十二烷基硫酸钠2.3份于丙酮中混合均匀，以4℃/min的速率升温至155℃，保温搅拌7h，即得。
其余同实施例1。
对比例14
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸5份、羧甲基纤维素1.7份、羟丙基-β-环糊精0.6份溶于48℃水，搅拌1.3h即得。
其余同实施例1。
对比例15
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述稳定剂的制备方法为：
抗坏血酸1.5份、羧甲基纤维素1.7份、羟丙基-β-环糊精1.5份溶于48℃水，搅拌1.3h即得。
其余同实施例1。
对比例16
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑10份、烷基酚聚氧乙烯醚7份加入丙酮混合均匀，以5.5℃/min的速度升温至135℃，保温搅拌8.5h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚7份升温至160℃保温搅拌3.5h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶5份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1.5份加入二甲基亚砜混合均匀，以1.5℃/min的速率升温至85℃，保温搅拌5h，后加入四氢呋喃13份、苯丙氨基酸3份、脯氨酸1.5份降温至63℃，保温搅拌8h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为48℃，向其中加入稳定剂0.3份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例17
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑6份、烷基酚聚氧乙烯醚7份、2,4,6-三甲基二苯硫醚7份加入丙酮混合均匀，以5.5℃/min的速度升温至160℃，保温搅拌12h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶5份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1.5份加入二甲基亚砜混合均匀，以1.5℃/min的速率升温至85℃，保温搅拌5h，后加入四氢呋喃13份、苯丙氨基酸3份、脯氨酸1.5份降温至63℃，保温搅拌8h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为48℃，向其中加入稳定剂0.3份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例18
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑6份、烷基酚聚氧乙烯醚7份加入丙酮混合均匀，以5.5℃/min的速度升温至135℃，保温搅拌8.5h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚7份升温至160℃保温搅拌3.5h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶5份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚0.5份加入二甲基亚砜混合均匀，以1.5℃/min的速率升温至85℃，保温搅拌5h，后加入四氢呋喃13份、苯丙氨基酸3份、脯氨酸1.5份降温至63℃，保温搅拌8h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为48℃，向其中加入稳定剂0.3份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例19
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述保护剂的制备方法为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑6份、烷基酚聚氧乙烯醚7份加入丙酮混合均匀，以5.5℃/min的速度升温至135℃，保温搅拌8.5h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚7份升温至160℃保温搅拌3.5h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶5份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1.5份加入二甲基亚砜混合均匀，以1.5℃/min的速率升温至85℃，保温搅拌5h，后加入四氢呋喃13份、苯丙氨基酸3份、脯氨酸1.5份降温至63℃，保温搅拌8h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为48℃，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例20
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为285g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为3：175，控制溶液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
其余同实施例1。
对比例21
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为260g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：1的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为3：175，控制溶液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
其余同实施例1。
对比例22
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为260g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）控制电镀母液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
其余同实施例1。
对比例23
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为260g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为8：175，控制溶液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，加入保护剂，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
其余同实施例1。
对比例24
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为260g/L的硫酸镍溶液，浓度为16g/L的硼酸溶液，浓度为43g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为3：175，控制溶液温度为36℃，搅拌35min，后加入柠檬酸调节pH为5.0，即得。其中保护剂与电镀液体积之比为1.3：105。
其余同实施例1。
对比例25
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷1份、羧甲基甲壳素6份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺9份，加入80%乙醇溶液搅拌升温至85℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1.5份，搅拌均匀即得。
其余同实施例1。
对比例26
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷4份、羧甲基甲壳素6份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺5份，加入80%乙醇溶液搅拌升温至85℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1.5份，搅拌均匀即得。
其余同实施例1。
对比例27
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷4份、羧甲基甲壳素6份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺9份，脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1.5份，加入80%乙醇溶液搅拌升温至85℃，保温搅拌30min即得。
其余同实施例1。
对比例28
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.3A/dm2，电镀液温度为44℃，电镀时间为53h，即得。
其余同实施例1。
对比例29
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.3A/dm2，电镀液温度为44℃，电镀时间为53h，即得。
其余同实施例1。
对比例30
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.0A/dm2，电镀液温度为44℃，电镀时间为53h，即得。
其余同实施例1。
对比例31
一种高强度耐高温数控钻头的制备方法。
其中，所述高强度耐高温数控钻头的制备方法为：
1）备料：取asp-23粉末钢110份、12-15µm锰粉0.8份、12-15µm钛粉1.0份和7份粘结剂在155℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以145MPa的注射压力，78g/s的注射速度进行注射，注射温度为35℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以14℃/min的速度升温至2260℃保温8.5h，后以14℃/min的速率升温至3420℃保温14h，后以4℃/min的速率降温至1678℃保温4h后，放入水中进行淬火，后以8℃/min速率升温至625℃保温6h，后随炉降至室温，即得。
对比例32
采购市场上现有同规格的数控钻头。
实验例1数控钻头的硬度
将实验例和对比例制备的钻头按照国家标准GB/T17984-2010《麻花钻 技术条件》对钻头的工作部分硬度进行测试分析，具体测试结果记录于表1；
表1数控钻头的硬度
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从表1中可以看出，实施例1-3的制备得到的钻头的洛氏硬度可达83以上，而对比例1-3改变了粘结剂中的成分和制备工艺，这些因素会使得制备的粘结剂无法在烧结的过程中有效排出或无法起到粘结到的作用，进而会使钻头的硬度下降，洛氏硬度仅为61-64；对比例4选用常规的粘结剂，在烧结后其硬度低于实施例1-3；对比例5-10改变了烧结工艺中原料的配比和压膜烧结工艺，这些会影响烧结后工件内金属元素无法有效固溶，这些因素均会影响钻头的硬度，而洛氏硬度仅为50-60。甚至低于市场上采购的钻头硬度。
实验例2钻头的强度测试
磨损是工件失效的主要形式之一，严重影响钻头的使用寿命。所以对钻头进行耐磨性测试是衡量钻头强度性能的重要指标之一。将实施例和对比例制备得到钻头按2000孔设定钻头各个磨次寿命，在正常参数与条件下进行测试，按照165krap/min的转速、1.5m/min的进刀速以及15m/min的退刀速进行测试，按照TADC钻头磨损分级来确认钻头的磨损程度，其中内齿圈/外齿圈用从0到8的线性数字来衡量和定义钻头表面各部位切削齿的磨损状态。数字的值越大表示切削齿的磨损量越大，0代表切削齿没有磨损，8则表示切削齿已经完全磨损，没有剩余。同理，4表示切削齿磨损量为50%，具体结果记录于表2；
同时对钻头的磨损率进行测试并记录，在进行磨损测试前记录钻头的质量为m0，磨损测试结束后的钻头质量为m1，具体计算方法如下：
ψ=(m0-m1)×100%/m0
ψ，磨损率%；
m0，磨损测试前钻头的质量g；
m1，磨损测试后钻头的质量g；
具体实验结果记录于表3；
表2钻头磨损等级；
表3钻头磨损率
从表2和表3中可以看出，实施例1-3制备得到的钻头在经历2000次的打孔试验中，磨损等级为0，磨损率不超过0.10%，按照本发明的方法得到的钻头具有优异的耐磨性，明显优于对比例32中市场上采购的钻头，通过数据对比，实施例的强度高于其他对比例。对比例1-3对现有粘结剂的配方或工艺进行改变，导致得到的粘结剂的性能下降，进而使烧结得到的钻头的耐磨性能下降，内齿圈的磨损程度都高达等级4，磨损率高达4.59%；对比例4选用常规的粘结剂，但在本发明中通过烧结后钻头的磨损率高达3.51%。对比例5-10对烧结工艺进行改变，进而影响烧结后钻头的组织结构，使钻头的耐磨性下降，磨损率在3.95%-4.96%；对比例11-13对电镀添加剂的成分和配方进行改变，使得电镀液中的有效成分无法有效的电镀在钻头表面，钻头的耐磨性下降，磨损率最低为2.21%；对比例16-19对保护剂的制备工艺和制备原料进行调整，调整配方和工艺后的保护剂无法有效的发挥保护剂的作用，所以钻头的耐磨性低于实施例1-3.对比例20-24对电镀液的原料配方进行调整，调整后的电镀液成分改变，经过电镀后，钻头的耐磨性也有所下降。对比例25-27对金刚石的表面处理剂的配方和工艺进行调整，对比例28-30对电镀工艺进行调整，但最终得到的钻头的磨损率远超实施例1-3，耐磨性明显下降。
实验例3钻头在高温下的耐磨性
按照试验例2的测试方法，测试实施例和对比例制备的钻头在工作温度为250℃和550℃时的金刚石是否脱落以及磨损率；具体实验结果记录于表4；
表4在250℃和550℃下钻头的金刚石是否脱落
从表4中可以看出，通过对电镀液的成分和电镀工艺的调整，导致金刚石和钻头的粘结力大大降低，在高温下工作金刚石甚至会脱落，造成极大的安全隐患。在对比例19-21、对比例23、对比例25-28、对比例30中金刚石虽然未在250℃下脱落，但在550℃下金刚石便出现脱落现象；但是对比例22、对比例24、对比例29在250℃下便已经脱落，可见金刚石和钻头胚体的粘结力远低于实施例和其他对比例。
表5在250℃和550℃下钻头的磨损率
从表5中可以看出，即使在高温下工作，实施例1-3的磨损率仍远远低于对比例，可见在高温下，实施例1-3制备得到的钻头仍具有优良的耐磨性。通过数据表明，实施例的强度高于其他对比例。对比例1-3中或对粘结剂的配方改变，或对粘结剂的工艺改变，导致粘结剂的空间结构和分子改变，所以通过粘结剂烧结后得到的钻头的耐磨性下降，550℃下最低的磨损率为9.84%。对比例4采用聚乙烯醇作为粘结剂，但最终的测试结果仍不乐观。对比例5-10对现有的烧结工艺中的相关参数进行调整，但最终得到的钻头经过实验测试后在550℃后的磨损率高达14.88%。对比例14-17调整了电镀添加剂的制备工艺和配方，使电镀添加剂的有效成分的分子和空间结构都有所改变，对比例11-13调整了保护剂的制备工艺和相关参数，对比例20-24调整了电镀液的原料配方，调整后的电镀液有效成分减少，经过电镀后，钻头的耐磨性在高温下与实施例相比大幅度下降。对比例25-27对金刚石的表面处理剂的配方和工艺进行调整，对比例28-30对电镀工艺进行调整，但最终得到的钻头的磨损率远超实施例1-3，同时金刚石和钻头胚体的粘结力也降低。
Claims (7)
1.一种高强度耐高温数控钻头的制备方法，其特征在于：具体制备方法为：
1）粗品钻头的预处理：将粗品数控钻头的待镀部位使用50℃15%wt的碳酸氢铵溶液清洗油污，再次使用乙醇溶液冲洗，晾干备用；
2）金刚石预处理：取50/60目粒度的金刚石颗粒使用乙醇清洗干净，将其放入表面处理剂在45℃下浸泡30min，备用；
3）电镀：处理后的金刚石用点胶机将其固定在处理后的粗品数控钻头上，将待镀部位浸入电镀液中进行电镀，其中电流密度为2.2-2.5A/dm2，电镀液温度为42-45℃，电镀时间为50-55h，即得；
其中，表面处理剂的制备方法为：
取十二烷基葡糖苷3-5份、羧甲基甲壳素5-7份混合均匀，再向其中加入N,N-二乙醇油酸酰胺8-10份，加入75-85%乙醇溶液搅拌升温至80-90℃，保温搅拌30min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠1-2份，搅拌均匀即得。
2.如权利要求1所述的一种高强度耐高温数控钻头的制备方法，其特征在于：粗品钻头的具体制备方法如下：
1）备料：取asp-23粉末钢100-120份、12-15µm锰粉0.5-1.0份、12-15µm钛粉0.8-1.2份和6-8份粘结剂在150-160℃下混合均匀，保温备用；
2）注射成型：取数控钻头模具使用乙醇溶液清洗干净，晾干后置于注射机上，将步骤1）制备的混合物以140-150MPa的注射压力，75-80g/s的注射速度进行注射，注射温度为30-40℃；
3）烧结：将步骤2）得到的胚体脱模，置于真空烧结炉中以15-18℃/min的速度升温至2240-2280℃保温8-9h，后以13-15℃/min的速率升温至3410-3430℃保温12-16h，后以3-5℃/min的速率降温至1675-1680℃保温3-5h后，放入水中进行淬火，后以7-9℃/min速率升温至600-650℃保温5-7h，后随炉降至室温，即得。
3.如权利要求2所述的一种高强度耐高温数控钻头的制备方法，其特征在于：粘结剂的制备方法：
a)取聚乙二醇15-30份、聚氧亚甲基5-7份加入四氢呋喃混合均匀，以1-3℃/min的速度升温至110-120℃保温4-5h，加入4,4 '-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)3-5份，再次以5-7℃/min的速度升温至150-155℃，保温3-5h，得混合物a，备用；
b)聚丙烯30-40份，5-甲氧基间苯二甲酸6-8份加入乙醇混合均匀，以4-5℃/min的速度升温至130-135℃，保温2-3h后，加入钛酸异丙酯3-5份，升温至140-145℃，保温5-6h后，加入混合物a、鲸蜡硬脂醇3-5份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚5-7份共同控制温度到100-105℃，搅拌3-4h，即得。
4.一种用于高强度耐高温数控钻头制备工艺中电镀液的制备方法，其特征在于：电镀液的制备方法为：
1）配置浓度为250-270g/L的硫酸镍溶液，浓度为15-17g/L的硼酸溶液，浓度为40-45g/L的氯化铵溶液，分别按照按照体积为2：1：2的比例混合均匀，得电镀母液，备用；
2）向电镀母液中加入电镀添加剂，电镀添加剂与电镀液的体积之比为（2-4）：（150-180），控制溶液温度为35-37℃，搅拌30-40min，后加入柠檬酸调节pH为4.8-5.2，加入保护剂，即得。
5.如权利要求4所述的一种用于高强度耐高温数控钻头制备工艺中电镀液的制备方法，其特征在于：电镀添加剂的制备方法为：
取邻苯甲酰磺酰亚胺2-4份、3-甲基-3-丁烯醇5-7份于丙酮中混合均匀，以3-5℃/min的速率升温至150-160℃，保温搅拌4-5h，后加入5-氨基苯并咪唑酮6-8份降温至140-145℃，保温搅拌2-3h；再向其中加入1,2-乙烷基二磺酸钠2-4份，四聚丙烯基苯磺酸钠1-2份、十二烷基硫酸钠2-3份混合均匀，即得。
6.如权利要求4所述的一种用于高强度耐高温数控钻头制备工艺中电镀液的制备方法，其特征在于：保护剂的制备工艺为：
ⅰ取2-乙基-4-甲基咪唑5-7份、烷基酚聚氧乙烯醚6-9份加入丙酮混合均匀，以5-6℃/min的速度升温至130-140℃，保温搅拌8-9h，后加入2,4,6-三甲基二苯硫醚5-8份升温至160℃保温搅拌3-4h后降至常温，备用；
ⅱ取N-磺酰基氧杂氮丙啶4-6份、2,2',4,4'-四羟基二苯硫醚1-2份加入二甲基亚砜混合均匀，以1-2℃/min的速率升温至80-90℃，保温搅拌4-6h，后加入四氢呋喃10-15份、苯丙氨基酸2-4份、脯氨酸1-2份降温至60-65℃，保温搅拌7-9h后，加入到步骤ⅰ中，控制温度为45-50℃，向其中加入稳定剂0.2-0.5份，混合均匀即得；
其中保护剂与电镀液体积之比为（1-1.5）：（100-110）。
7.如权利要求6所述的一种用于高强度耐高温数控钻头制备工艺中电镀液的制备方法，其特征在于：稳定剂的制备工艺：
取抗坏血酸1-2份、羧甲基纤维素1.5-1.8份、羟丙基-β-环糊精0.5-0.7份溶于45-50℃水，搅拌1-1.5h即得。
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