CN1243053A - 金刚石薄壁钻头的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属加工工具领域。主要适用于金刚石薄壁钻头的制造。本发明采用专用的金刚石薄壁钻头制造模具,将金刚石粉末及钢管基体装入或装配在该模具的阴模中,并装上压头,一起放入液压机中进行压制,压制成包括钢管基体在内的金刚石薄壁钻头坯料,将该坯料放入带保护气氛的烧结炉中进行烧结。烧结之后即成为金刚石薄壁钻头。本发明生产效率高,成本低,且金刚石钻头与钢管基体结合牢固,使用寿命长。

Description

金刚石薄壁钻头的制造方法
本发明属于金属加工工具领域。主要适用于金刚石薄壁钻头的制造。
诸如金刚石薄壁钻头，由于其本身的优越性，以及能够显著提高生产率，降低产品成本等，已获得越来越广泛地应用。通常金刚石薄壁钻头是由金刚石钻头和钢管基体组合而成。
在现有技术中，金刚石薄壁钻头的制造方法有两种，即热压焊接法和热压烧结法。
热压焊接法是先通过热压机生产金刚石刀头，然后通过高频焊机将刀头焊在钢管基体上，由于金刚石刀头压制和焊接均较慢，因此生产效率很低，而且由于压制刀头的石墨模具在高温下易烧损，因此导致刀头尺寸偏差较大，需经常更换模具，而且焊接很难保证刀头焊在同一圆弧上，导致废品率增加，成本增加。热压烧结方法的主要特征是将金刚石粉末和钢管基体在石墨模具内一次热压烧结而成，虽解决了刀头不同圆的问题，但高强石墨模具损耗很大，成本很高，而且压制时间较长，生产效率也低(《超硬材料与工具》郭志猛著，冶金工业出版社，1996年，144-158)。
本发明的目的在于提供一种性能好、效率高和生产成本低的金刚石薄壁钻头的制造方法。
针对上述目的，本发明采用了如下技术方案：首先采用本申请人在先申请的金刚石薄壁钻头制造模具(申请号99217763.4)，然后将金刚石粉末及钢管基体装入该模具的阴模中，并装上压头，接着将上述装配好的包括金刚石粉末和钢管基体的整体模具放入液压机中压制，压制成包括钢管基体的金刚石薄壁钻头坯料，将该金刚石薄壁钻头坯料放入烧结炉中进行烧结，烧结之后，即成为本发明所述的金刚石薄壁钻头。
现结合附图，对本发明作进一步说明
附图1为本发明所用的金刚石薄壁钻头制造模具的结构示意图。
由附图1看出，本发明所用的金刚石薄壁钻头制造模具由压头1、阴模3、模芯脱模环4、模芯5和限位环7组成；压头1与模芯相扣相配，阴模3处于压头1之外圆，并相扣，模芯脱模环4处于阴模3的外圆和下端，限位环7处于模芯脱模环4和阴模3之间。另外图中，2为金刚石粉末，6为钢管基体。
在压头1的外侧上有数个沿轴向自上而下的凹槽，相应地在阴模3的内侧上也有数目相同的自上而下的凸齿。
本发明金刚石薄壁钻头的制造方法的工艺步骤如下：
[1]首先将配制好的金刚石粉末2和钢管基体6装入金刚石薄壁钻头模具的阴模3中，并装上压头1；
[2]将上述装配好的包括金刚石粉末2和钢管基体6的整体模具放入液压机中压制，压制压力为2-5t/cm2，保压时间为1-60秒。压制时，压头1上的凹槽与阴模3上的凸齿相嵌匹配，最终使放入阴模3内金刚石粉末压制成齿数与凹槽和凸齿数目相同的钻头坯料。
[3]将压制好的包括钢管基体在内的金刚石薄壁钻头坯料放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为800-1000℃，保温时间为0.5-2.0小时，炉中通入还原性气体或惰性气体保护。
经烧结后，即成为本发明所述的金刚石薄壁钻头。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)金刚石刀头与钢管基体的结合力强，结合牢固，钻头使用寿命长。
(2)由于该模具为钢制模具，模具使用寿命在5000次以上，且钢模压制，生产效率高，故成本低，其成本仅为热压焊接法的1/20。
(3)用钢模压制金刚石薄壁钻头体，故钻头体外形好，尺寸精确，刀头在同一圆弧上，且分布均匀，外观质量好。
实施例
根据本发明所述的金刚石薄壁钻头的制造方法制备了三批金刚石薄壁钻头。三批钻头所采用的金刚石粉末的规格、粒度以及钢管基体所采用的钢号和尺寸如表1所示。金刚石粉末及钢管基体确定后，分批装入预先制备好的模具中，然后进行压制和烧结，压制和烧结工艺参数如表2所示。烧结成型后分别取样，测试三批钻头的性能，其结果如表3所示。为了对比，将热压焊接法所获同样类型和规格的金刚石薄壁钻头的相同性能也列入表3中。
表1实施例采用的金刚石粉末规格及钢管基体的钢号和尺寸
表2实施例采用的压制与烧结工艺参数
Figure A9911136300052
表3实施例三批成品钻头的性能与热压焊接法对比
Figure A9911136300053
*生产成本以热焊接法的成本为10作基数，单机日产以热压焊接法单机日产为100作基数。

Claims (1)

1、一种金刚石薄壁钻头的制造方法，其特征在于：
[1]首先将配制好的金刚石粉末(2)和钢管基体(6)装入金刚石薄壁钻头模具的阴模(3)中，并装上压头(1)；
[2]将上述装配好的包括金刚石粉末(2)和钢管基体(6)的整体模具放入液压机中进行压制，压制压力为2-5t/cm2，保压时间为1-60秒；
[3]将压制好的包括钢管基体的金刚石薄壁钻头坯料放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为800-1000℃，保温时间为0.5-2.0小时，炉中通入还原性气体或惰性气体保护。
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