CN213683992U - 一种金刚石复合球齿潜孔钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金刚石复合球齿潜孔钻头，包括钻头部、钻柄部和金刚石复合球齿，所述钻头部的工作端面上设有球齿安装孔，所述金刚石复合球齿过盈装配于所述复合球齿安装孔中，所述金刚石复合球齿包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石层，所述钻头部的工作端面上设有孕镶金刚石层，所述孕镶金刚石层与所述钻头部的工作端面之间还设有镍合金过渡层。该金刚石复合球齿潜孔钻头具有使用寿命长，钻进效率高的优点。

Description

一种金刚石复合球齿潜孔钻头

技术领域

本实用新型涉及一种潜孔钻头，尤其涉及一种金刚石复合球齿潜孔钻头。

背景技术

潜孔钻头作为大功率凿岩机的配套产品，主要用于隧道、地下开采、露天矿山及采石场等工程掘进施工中，潜孔钻头是通过冲击或冲击回转方式破碎岩石的，工作过程中对其抵抗破裂、疲劳断裂、韧性和耐磨性的要求越来越高。目前，现有的潜孔钻头工作端面部位的耐磨性能严重不足，工作过程中钻头工作端面部位磨损较快，导致合金球齿脱落而缩短钻头使用寿命和降低钻头钻进效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种使用寿命长，钻进效率高的金刚石复合球齿潜孔钻头。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种金刚石复合球齿潜孔钻头，包括钻头部、钻柄部和金刚石复合球齿，所述钻头部的工作端面上设有球齿安装孔，所述金刚石复合球齿过盈装配于所述复合球齿安装孔中，所述金刚石复合球齿包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石层，所述钻头部的工作端面上设有孕镶金刚石层，所述孕镶金刚石层与所述钻头部的工作端面之间还设有镍合金过渡层。

具体的，所述孕镶金刚石层的厚度控制在0.5～5mm，所述镍合金过渡层的厚度控制在0.5-1.5mm。

具体的，所述钻头部外缘上间隔设置有多个排粉槽。

具体的，所述钻柄部内部设置有直通水道，所述钻头部内设置有多个斜通水道，所述直通水道与所述斜通水道相连通，所述斜通水道的出水口位于所述工作端面上。

具体的，所述工作端面上设有斜孔水道，所述斜孔水道连通于所述排粉槽和所述出水口之间。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：

1)在潜孔钻头的工作端面上设有孕镶金刚石层，使钻头部的耐磨性能得到极大提高，金刚石复合球齿不会因为钻头部工作端面过早磨损而从球齿安装孔中脱落，延长了钻头使用寿命，提高了钻进效率。

2)钻头工作端面上的合金齿采用金刚石复合球齿，因金刚石复合球齿既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，因此能够大幅提升使用寿命，提高工作效率，降低操作成本。

3)通过在钻头部和孕镶金刚石层之间设置镍合金过渡层，主要是考虑钻头部与孕镶金刚石层之间的粘结度不够，而镍合金能够与孕镶金刚石层结合生成Ni3C，能够提高起粘结强度，同时，由于Fe与Ni原子半径尺寸相近，Ni可以与钻头部中的Fe发生原子互换，形成置换固溶体，同样提高其结合强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的金刚石复合球齿潜孔钻头结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的金刚石复合球齿潜孔钻头俯视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的金刚石复合球齿潜孔钻头剖视示意图；

图4是图3中局部放大示意图；

其中：1-钻头部；2-钻柄部；3-金刚石复合球齿；301-硬质合金基体；302-聚晶金刚石层；4-孕镶金刚石层；5-镍合金过渡层；6-排粉槽；7-直通水道；8-斜通水道；9-斜孔水道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图4，一种金刚石复合球齿潜孔钻头，包括钻头部1、钻柄部2和金刚石复合球齿3，钻头部1的工作端面上设有球齿安装孔，金刚石复合球齿3过盈装配于复合球齿安装孔中，金刚石复合球齿3包括硬质合金基体301和设置在硬质合金基体301上的聚晶金刚石层302，钻头部1的工作端面上设有孕镶金刚石层4。

在本申请实施例中，钻头工作端面上的合金齿采用金刚石复合球齿3，因金刚石复合球齿3既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，因此能够大幅提升使用寿命，提高工作效率，降低操作成本。设置在潜孔钻头的工作端面上的孕镶金刚石层4，使钻头部1的耐磨性能得到极大提高，钻头工作时，金刚石复合球齿3不会因为钻头部1的工作端面过早磨损而从球齿安装孔中脱落，延长了钻头使用寿命，提高了钻进效率。

在一些可能实施的方案中，钻头部1可以采用合金钢制作，孕镶金刚石层4可以采用电镀、熔融沉积或激光3D打印等方式涂覆在合金钢制作的钻头部1上，孕镶金刚石层4中孕镶天然金刚石或热稳定人造聚晶金刚石，在孕镶金刚石层4与钻头部1的工作端面之间还设有镍合金过渡层5。通过在钻头部1和孕镶金刚石层4之间设置镍合金过渡层5，主要是考虑钻头部1与孕镶金刚石层4之间的粘结度不够，而镍合金能够与孕镶金刚石层4结合生成Ni3C，能够提高起粘结强度，同时，由于Fe与Ni原子半径尺寸相近，Ni和Fe易产生原子互换，形成置换固溶体，同样提高其结合强度。

在实际设计过程中，过渡层厚度不宜过厚，过厚会使得球齿出露高度过低，无法完全利用，其次稀有金属本身也价格昂贵，本实施例中，孕镶金刚石层4的厚度控制在0.5～5mm，所述镍合金过渡层5的厚度控制在0.5-1.5mm，孕镶金刚石层4的胎体可以采用FeCoCu合金、CoCrMo合金或NiW合金。

本实施例中，把金刚石复合球齿3固定在孕镶金刚石层4中，孕镶金刚石层4能够最大限度地保护金刚石复合球齿3，尽可能保证金刚石复合球齿3在正常磨损条件下工作，减少了崩碎现象，可以有效提高寿命和进尺。同时，孕镶金刚石层4中含有大量的金刚石颗粒，具有犁削作用，增加了钻头的金刚石含量，又进一步提高了钻头的进尺和寿命。

参见图1和图2，具体的，钻头部1外缘上间隔设置有多个排粉槽6，钻柄部2内部设置有直通水道7，钻头部1内设置有多个斜通水道8，直通水道7与斜通水道8相连通，斜通水道8的出水口位于工作端面上。该潜孔钻头在钻探过程中，会将基桩破碎成渣料，高压水体顺着直通水道7、斜通水道8从出水口喷出后，将这些渣料向外侧冲刷至地表孔口并排放，确保渣料不会影响该潜孔钻头与基桩表面直接接触，使得破碎效率更高。

在实际应用中，钻头部1的工作端面上还设置有斜孔水道9，斜孔水道9连通于对应的排粉槽6和出水口之间。斜孔水道9的设计，可以将出水口和排粉槽6之间打通，进而基桩破碎后的渣料可以顺着斜孔水道9、排粉槽6快速脱离该潜孔钻头的转动范围，破碎效率更高。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：包括钻头部、钻柄部和金刚石复合球齿，所述钻头部的工作端面上设有球齿安装孔，所述金刚石复合球齿过盈装配于所述球齿安装孔中，所述金刚石复合球齿包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石层，所述钻头部的工作端面上设有孕镶金刚石层，所述孕镶金刚石层与所述钻头部的工作端面之间还设有镍合金过渡层。

2.根据权利要求1所述的金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：所述孕镶金刚石层的厚度控制在0.5-5mm。

3.根据权利要求1所述的金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：所述镍合金过渡层的厚度控制在0.5-1.5mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：所述钻头部外缘上间隔设置有多个排粉槽。

5.根据权利要求4所述的金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：所述钻柄部内部设置有直通水道，所述钻头部内设置有多个斜通水道，所述直通水道与所述斜通水道相连通，所述斜通水道的出水口位于所述工作端面上。

6.根据权利要求5所述的金刚石复合球齿潜孔钻头，其特征在于：所述工作端面上设有斜孔水道，所述斜孔水道连通于所述排粉槽和所述出水口之间。

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