CN221087360U - 一种微型钻头及毛坯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微型钻头及毛坯，属于钻头领域。该微型钻头毛坯包括硬质合金基体和金刚石层，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头上夹持部位的夹持段，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。该微型钻头包括硬质合金基体和金刚石层，金刚石层和硬质合金基体上或金刚石层上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。本实用新型利用伸入到金刚石层内部的工作段，为金刚石层提供了更好的韧性支撑，有效降低了微型钻头因崩裂和断裂而失效的概率。
Description
技术领域
本实用新型属于钻头领域，特别是涉及一种微型钻头及毛坯。
背景技术
微型钻头是指直径小于3.175mm的钻头。常见的微型钻头由硬质合金制成，硬质合金的韧性较好，但耐磨性欠佳。
现有申请公布号为CN113909539A、申请公布日为2022年1月11日的中国发明专利申请公开了一种PCD微型钻头，包括钻柄和钻体，钻体由棒料加工出螺旋状的排屑槽得到，该棒料包括硬质合金段和金刚石段。
金刚石段具有更好的耐磨性，因此该PCD微型钻头能够解决上述问题。但由于微型钻头中金刚石段的直径比较小，金刚石段本身韧性不足，容易出现崩裂的现象；并且金刚石段与硬质合金段的接触面积有限，导致二者结合强度较低，因此金刚石段更容易出现断裂或者从硬质合金段脱落的现象进而导致钻头失效。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种微型钻头毛坯，以解决现有技术中微型钻头毛坯的金刚石段直接连接在硬质合金段的端部、金刚石段容易因自身韧性不足的原因出现崩裂或断裂的技术问题。
本实用新型的目的之一在于提供一种微型钻头，以解决现有技术中微型钻头的金刚石段直接连接在硬质合金段的端部、金刚石段容易因自身韧性不足的原因出现崩裂或断裂的技术问题
为实现上述目的，本实用新型所提供的微型钻头毛坯的技术方案是：
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段的夹持部，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
有益效果是：上述技术方案是对现有技术的进一步改进。金刚石层的内部由韧性更好的硬质合金基体的工作段提供支撑，该微型钻头毛坯制成的微型钻头在钻孔的过程中，伸入到金刚石层内的工作段能够更好地吸收振动，提高该微型钻头毛坯加工形成的微型钻头的抗冲击性能，降低金刚石层崩裂及断裂的风险。
作为进一步地改进，工作段为圆柱结构。
有益效果是：便于工作段的加工成型，并且工作段的外周面无棱角，能够防止金刚石层的应力集中。
作为进一步地改进，夹持部也为圆柱结构，工作段的直径小于夹持部的直径，夹持部靠近工作段的端面与金刚石层相接的部分也为结合面。
有益效果是：上述技术方案能够使金刚石层与硬质合金基体的结合面曲折化，增大了金刚石层与硬质合金基体的接触面积，提高了金刚石层与硬质合金基体的结合强度，降低金刚石层脱落的风险。
作为进一步地改进，金刚石层的外径与夹持部的直径相等。
有益效果是：上述的微型钻头毛坯整体为圆柱结构，能够便于生产制造。
作为进一步地改进，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证工作段伸入到金刚石层内的足够的长度，防止工作段伸入到金刚石层内的长度过短导致的无法有效地起到缓冲作用，也能够防止工作段伸入到金刚石层内的长度过长导致出现金刚石层端部过薄的问题。
作为进一步地改进，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证金刚石层合适的相对厚度，保证金刚石层能够起到较好的耐磨作用；也能够保证工作段合适的相对直径，保证工作段的有效缓冲作用。
有益效果是：上述技术方案能够使工作段和金刚石层具有合适的尺寸，保证工作段的有效缓冲作用和金刚石层的耐磨作用。
作为进一步地改进，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证金刚石层合适的相对厚度，保证金刚石层能够起到较好的耐磨作用；也能够保证工作段合适的相对直径，保证工作段的有效缓冲作用。
为实现上述目的，本实用新型所提供的微型钻头的技术方案是：
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层，金刚石层和硬质合金基体上或金刚石层上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
有益效果是：上述技术方案是对现有技术的进一步改进。金刚石层的内部由韧性更好的硬质合金基体的工作段提供支撑，该微型钻头在钻孔的过程中，伸入到金刚石层内的工作段能够更好地吸收振动，提高该微型钻头毛坯加工形成的微型钻头的抗冲击性能，降低金刚石层崩裂及断裂的风险。
作为进一步地改进，工作段为圆柱结构。
有益效果是：便于工作段的加工成型，并且工作段的外周面无棱角，能够防止金刚石层的应力集中。
作为进一步地改进，夹持段也为圆柱结构，工作段的直径小于夹持段的直径，夹持段靠近工作段的端面与金刚石层相接的部分也为结合面。
有益效果是：上述技术方案能够使金刚石层与硬质合金基体的结合面曲折化，增大了金刚石层与硬质合金基体的接触面积，提高了金刚石层与硬质合金基体的结合强度，降低金刚石层脱落的风险。
作为进一步地改进，金刚石层的外径与夹持段的直径相等。
有益效果是：上述的微型钻头整体为圆柱结构，能够便于生产制造。
作为进一步地改进，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证工作段伸入到金刚石层内的足够的长度，防止工作段伸入到金刚石层内的长度过短导致的无法有效地起到缓冲作用，也能够防止工作段伸入到金刚石层内的长度过长导致出现金刚石层端部过薄的问题。
作为进一步地改进，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证金刚石层合适的相对厚度，保证金刚石层能够起到较好的耐磨作用；也能够保证工作段合适的相对直径，保证工作段的有效缓冲作用。
有益效果是：上述技术方案能够使工作段和金刚石层具有合适的尺寸，保证工作段的有效缓冲作用和金刚石层的耐磨作用。
作为进一步地改进，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
有益效果是：上述技术方案能够保证金刚石层合适的相对厚度，保证金刚石层能够起到较好的耐磨作用；也能够保证工作段合适的相对直径，保证工作段的有效缓冲作用。
附图说明
图1为本实用新型中微型钻头毛坯的结构示意图；
图2为本实用新型中微型钻头毛坯的剖视图；
图3为本实用新型中微型钻头的结构示意图；
图4为本实用新型中微型钻头的剖视图。
附图标记说明：
1、金刚石层；2、夹持部；3、工作段；4、金刚石层；5、夹持段；6、工作段；7、螺旋槽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
以下结合实施例对本实用新型的微型钻头毛坯作进一步的详细描述。
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段的夹持部，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
金刚石层的内部由韧性更好的硬质合金基体的工作段提供支撑，该微型钻头毛坯制成的微型钻头在钻孔的过程中，伸入到金刚石层内的工作段能够更好地吸收振动，提高该微型钻头毛坯加工形成的微型钻头的抗冲击性能，降低金刚石层崩裂及断裂的风险。
本实用新型所提供的微型钻头毛坯的具体实施例1：
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层1。
参见附图1和附图2，硬质合金基体包括由硬质合金一体制成的夹持部2和工作段3，夹持部2和工作段3均为圆柱体结构且同心，夹持部2的直径小于工作段3的直径。其中夹持部2用于加工后形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段，也可以不经过加工而直接作为由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段。
金刚石层1通过高温高压烧结在工作段3的外表面，使工作段3完全伸入到金刚石层1内，金刚石层1的外轮廓同样为圆柱体状，金刚石层1与夹持部2的直径相等且同心，使该微型钻头毛坯整体呈圆柱体状，便于加工制造。工作段3远离夹持部2的端面和其圆周侧面均为硬质合金基体与金刚石层1的结合面，夹持部2靠近工作段3的端面与金刚石层1相接，该端面同样也为硬质合金基体与金刚石层1的结合面。
由于金刚石层1的内部有硬质合金的材料制成的工作段3提供支撑，因此能够提高该微型钻头毛坯的抗冲击性能，降低金刚石层1崩裂的概率。并且设置工作段3后硬质合金基体与金刚石层1的接触面积得以增大，硬质合金基体与金刚石层1的结合强度提高，能够防止金刚石层1脱落或者断裂的情况发生。
形成金刚石层1的原始金刚石颗粒的混合粒度各组分的质量占比为：0.5-1μm占比30％，1.5-3μm占比50％，3-5μm占比20％。并且原始金刚石颗粒中不包含铁、钴、镍缝粘结剂。金刚石层1的烧结温度为1480-1570摄氏度，压力为6.7-7.5GPa。
本实施例中的金刚石层1可以通过脱钴、涂层等方法，进一步增加其韧性、耐磨性和耐热性。
微型钻头毛坯可进行进一步的加工，得到成品的微型钻头。该微型钻头毛坯也可以直接作为微型耐磨件，用于高精密仪器的加工。
在其他实施方式中，金刚石层1的外径可以大于夹持部2的直径，也可以小于夹持部2的直径。
在其他实施方式中，夹持部2与工作段3可等径，此时金刚石层1的外径大于夹持部2的直径。
本实用新型所提供的微型钻头毛坯的具体实施例2：
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层1。参见附图1和附图2，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头夹持段的夹持部2，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层1内的工作段3，工作段3的外表面均为与金刚石层1结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层1的具体结构参见实施例1。
硬质合金基体的工作段3的轴向长度大于夹持部2的轴向长度，以便于使金刚石层1的覆盖区域更大，有利于进一步提高该微型钻头毛坯制成微型钻头后的耐磨性，也能够提高钻孔效率。
在其他实施方式中，硬质合金基体的工作段3的轴向长度也可以小于或者等于夹持部2的轴向长度。
本实用新型所提供的微型钻头毛坯的具体实施例3：
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层1。参见附图1和附图2，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段的夹持部，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层1内的工作段3，工作段3的外表面均为与金刚石层1结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层1的具体结构参见实施例1。
本实施例中，夹持部的轴向长度为1-3mm，直径为2.5-3mm，使由该微型钻头毛坯制成的微型钻头上夹持部位具有合适的尺寸，保证便于由该微型钻头毛坯加工成的微型钻头的夹持操作。
在一种实施方式中，夹持部的轴向长度为1mm，直径为2.5mm。
在一种实施方式中，夹持部的轴向长度为3mm，直径为3mm。
在一种实施方式中，夹持部的轴向长度为2mm，直径为2.7mm。
本实用新型所提供的微型钻头毛坯的具体实施例4：
一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层1。参见附图1和附图2，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段的夹持部，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层1内的工作段3，工作段3的外表面均为与金刚石层1结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层1的具体结构参见实施例1。
本实施例中，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。工作段的轴向长度为3-5mm，直径为1.8-2.5mm；金刚石层的轴向长度为3.5-6.5mm，直径为2.5-3mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为3mm，直径为1.8mm；金刚石层的轴向长度为3.5mm，直径为2.5mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为5mm，直径为2.5mm；金刚石层的轴向长度为6.5mm，直径为3mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为4mm，直径为2.1mm；金刚石层的轴向长度为5mm，直径为2.7mm。
以下结合实施例对本实用新型的微型钻头作进一步的详细描述。
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层，金刚石层和硬质合金基体上或金刚石层上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
上述技术方案是对现有技术的进一步改进。金刚石层的内部由韧性更好的硬质合金基体的工作段提供支撑，该微型钻头在钻孔的过程中，伸入到金刚石层内的工作段能够更好地吸收振动，提高该微型钻头毛坯加工形成的微型钻头的抗冲击性能，降低金刚石层崩裂及断裂的风险。
本实用新型所提供的微型钻头的具体实施例1：
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层4。
参见附图3和附图4，硬质合金基体包括由硬质合金一体制成的夹持段5和工作段6，夹持段5和工作段6均为圆柱体结构且同心，夹持段5的直径小于工作段6的直径。其中夹持段5用于被钻孔设备的夹持装置夹持，夹持段5由微型钻头毛坯的夹持部加工形成，或者将微型钻头毛坯的夹持部直接作为夹持段。
金刚石层4通过高温高压烧结在工作段6的外表面，使工作段6完全伸入到金刚石层4内，金刚石层4的外轮廓同样为圆柱体状，金刚石层4与夹持段5的直径相等且同心，使该微型钻头毛坯整体呈圆柱体状，便于加工制造。工作段6远离夹持段5的端面和其圆周侧面均为硬质合金基体与金刚石层4的结合面，夹持段5靠近工作段6的端面与金刚石层4相接，该端面同样也为硬质合金基体与金刚石层4的结合面。
金刚石层4的圆周侧面加工有用于排屑的螺旋槽7，加工方式为电火花雕刻。在其他实施方式中，还可以通过激光雕刻方法加工出螺旋槽7。
由于金刚石层4的内部有硬质合金的材料制成的工作段6提供支撑，因此能够提高该微型钻头的抗冲击性能，降低金刚石层4崩裂的概率。并且设置工作段6后硬质合金基体与金刚石层4的接触面积得以增大，硬质合金基体与金刚石层4的结合强度提高，能够防止金刚石层4脱落或者断裂的情况发生。
形成金刚石层4的原始金刚石颗粒的混合粒度各组分的质量占比为：0.5-1μm占比30％，1.5-3μm占比50％，3-5μm占比20％。并且原始金刚石颗粒中不包含铁、钴、镍缝粘结剂。金刚石层4的烧结温度为1480-1570摄氏度，压力为6.7-7.5GPa。
本实施例中的金刚石层4可以通过脱钴、涂层等方法，进一步增加其韧性、耐磨性和耐热性。
在其他实施方式中，金刚石层4的外径可以大于夹持段5的直径，也可以小于夹持段5的直径。
在其他实施方式中，夹持段5与工作段6可等径，此时金刚石层4的外径大于夹持段5的直径。
本实用新型所提供的微型钻头的具体实施例2：
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层4。参见附图3和附图4，金刚石层4和硬质合金基体上或金刚石层4上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段5，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层4内的工作段6，工作段6的外表面均为与金刚石层4结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层4的具体结构参见实施例1。
硬质合金基体的工作段6的轴向长度大于夹持段5的轴向长度，以便于使金刚石层4的覆盖区域更大，有利于进一步提高该微型钻头的耐磨性，也能够提高钻孔效率。
在其他实施方式中，硬质合金基体的工作段6的轴向长度也可以小于或者等于夹持段5的轴向长度。
本实用新型所提供的微型钻头的具体实施例3：
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层4。参见附图3和附图4，金刚石层4和硬质合金基体上或金刚石层4上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段5，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层4内的工作段6，工作段6的外表面均为与金刚石层4结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层4的具体结构参见实施例1。
本实施例中，夹持段的轴向长度为1-3mm，直径为2.5-3mm，使由该微型钻头毛坯制成的微型钻头上夹持部位具有合适的尺寸，保证便于由该微型钻头毛坯加工成的微型钻头的夹持操作。
在一种实施方式中，夹持段的轴向长度为1mm，直径为2.5mm。
在一种实施方式中，夹持段的轴向长度为3mm，直径为3mm。
在一种实施方式中，夹持段的轴向长度为2mm，直径为2.7mm。
本实用新型所提供的微型钻头的具体实施例4：
一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层4。参见附图3和附图4，金刚石层4和硬质合金基体上或金刚石层4上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段5，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层4内的工作段6，工作段6的外表面均为与金刚石层4结合固定的结合面。
硬质合金基体和金刚石层4的具体结构参见实施例1。
本实施例中，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。工作段的轴向长度为3-5mm，直径为1.8-2.5mm；金刚石层的轴向长度为3.5-6.5mm，直径为2.5-3mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为3mm，直径为1.8mm；金刚石层的轴向长度为3.5mm，直径为2.5mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为5mm，直径为2.5mm；金刚石层的轴向长度为6.5mm，直径为3mm。
在一种实施方式中，工作段的轴向长度为4mm，直径为2.1mm；金刚石层的轴向长度为5mm，直径为2.7mm。
最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种微型钻头毛坯，包括硬质合金基体和金刚石层，硬质合金基体包括用于形成由该微型钻头毛坯制成的微型钻头的夹持段的夹持部，其特征是，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
2.根据权利要求1所述的微型钻头毛坯，其特征是，工作段为圆柱结构。
3.根据权利要求2所述的微型钻头毛坯，其特征是，夹持部也为圆柱结构，工作段的直径小于夹持部的直径，夹持部靠近工作段的端面与金刚石层相接的部分也为结合面。
4.根据权利要求3所述的微型钻头毛坯，其特征是，金刚石层的外径与夹持部的直径相等。
5.根据权利要求2-4任一项所述的微型钻头毛坯，其特征是，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内。
6.根据权利要求5所述的微型钻头毛坯，其特征是，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
7.根据权利要求2-4任一项所述的微型钻头毛坯，其特征是，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
8.一种微型钻头，包括硬质合金基体和金刚石层，金刚石层和硬质合金基体上或金刚石层上成型有螺旋槽，硬质合金基体包括夹持段，其特征是，硬质合金基体还包括伸入到金刚石层内的工作段，工作段的外表面均为与金刚石层结合固定的结合面。
9.根据权利要求8所述的微型钻头，其特征是，工作段为圆柱结构。
10.根据权利要求9所述的微型钻头，其特征是，夹持段也为圆柱结构，工作段的直径小于夹持段的直径，夹持段靠近工作段的端面与金刚石层相接的部分也为结合面。
11.根据权利要求10所述的微型钻头，其特征是，金刚石层的外径与夹持段的直径相等。
12.根据权利要求8-10任一项所述的微型钻头，其特征是，工作段的轴向长度与金刚石层的轴向长度的比值在0.75-0.86范围内。
13.根据权利要求12所述的微型钻头，其特征是，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
14.根据权利要求8-10任一项所述的微型钻头，其特征是，工作段的直径与金刚石层的直径的比值在0.7-0.84范围内。
Priority Applications (1)
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| CN202323042874.7U CN221087360U (zh) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 一种微型钻头及毛坯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202323042874.7U CN221087360U (zh) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 一种微型钻头及毛坯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221087360U true CN221087360U (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=91317189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202323042874.7U Active CN221087360U (zh) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 一种微型钻头及毛坯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN221087360U (zh) |
-
2023
- 2023-11-10 CN CN202323042874.7U patent/CN221087360U/zh active Active
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |