CN2521373Y - 一种孕镶金刚石取芯钻头胎体结构 - Google Patents

一种孕镶金刚石取芯钻头胎体结构 Download PDF

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李明全
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Abstract

一种孕镶金刚石取芯钻头的胎体结构，由工作层1、过渡层2、覆盖层3构成。覆盖层3与钢体4通过热压烧结在一起。其特征在于：在工作层1和覆盖层3之间设过渡层2，起着保径和辅助切削的作用，工作层1和过渡层2组成理想的钻进和保径体系。孕镶金刚石取芯钻头采用该胎体结构，提高了进尺寿命，为用户节省了使用成本。

Description

一种孕镶金刚石取芯钻头胎体结构
技术领域：本实用新型涉及孕镶金刚石取芯钻头胎体及其保径结构。
背景技术：孕镶金刚石取芯钻头被广泛地应用于地质、水利、能源、建筑、交通等行业和部门。孕镶的金刚石通常是人造金刚石，钻头胎体成型工艺采用热压烧结方式。目前市场上常见的孕镶金刚石取芯钻头由胎体和钢体两部分构成，胎体是由含金刚石的工作层与不含金刚石的覆盖层叠加而成的层状结构，钢体是经机加工的优质中碳钢空心管件。为了使钻头胎体部分内外周边在使用过程中不因过度磨损而变化太大，即具有一定的保径性能，通常在胎体覆盖层部分内外边置放一定数量的硬质或超硬耐磨材料，如硬质合金片或金刚石聚晶体、金刚石复合体。尽管这种保径方式被普通地应用于孕镶金刚石取芯钻头结构设计与制造中，但还是存在不可忽视的缺点。例如：置放保径材料时，位置不能控制准确，偏歪和深浅不一等现象时有发生；受胎体几何尺寸的限制，置放的保径材料数量有限，耐磨能力不强。由于胎体保径效果差，往往导致钻头提前报废，浪费了珍贵的金刚石，造成了高昂的金刚石钻进成本，不利于超硬钻头的推广应用。
发明内容：本实用新型目的是提供一种能够提高孕镶金刚石取芯钻头使用寿命的胎体结构。
本实用新型的技术方案是：一种孕镶金刚石取芯钻头胎体结构，胎体部分由工作层、过渡层和覆盖层构成，工作层和过渡层均含有一定数量的金刚石，覆盖层为不含金刚石的纯胎体。过渡层的功能是保径和辅助切削。覆盖层起着连接钢体的作用；因其不含金刚石，有利于钻头精整加工。
按照本实用新型，在孕镶金刚石取芯钻头胎体部分，除覆盖层外，其余均孕镶金刚石磨料。工作层与过渡层内金刚石可以有所不同，为了减少制造成本，过渡层内的金刚石的品级和浓度较工作层均可适当降低。过渡层内金刚石选用指标适当降低的另一优点是：在钻头使用过程中当工作层全部消耗以后，过渡层能较快速地消耗，以维持良好的保径效果。
采用过渡层胎体结构，避免了现有技术钻头工作层未完全消耗时因钻头保径不当而造成提前报废，延长了钻头进尺寿命，为用户节省了使用成本。
附图说明：附图是本实用新型的主体剖视图。
具体实施例：如图所示，工作层1、过渡层2、覆盖层3构成孕镶金刚石取芯钻头胎体部分，覆盖层3与钢体4相接，钻头制造成型工艺采用热压烧结方式。工作层内金刚石浓度为40％～125％，粒度为30目～80目；过渡层内金刚石浓度为20％～80％，粒度为40目～120目。钻头胎体外径D为6～320mm，内径d为2～300mm，胎体总高h为3～30mm，其中工作层1高为2～10mm，过渡层2高为1～10mm，覆盖层3高为0～10mm，钻头总长度L为20～500mm。工作层1、过渡层2、覆盖层3采用同一种配方的多元系合金，或者采用配方不同，但热膨胀性能接近的一组多元系合金。纯胎体硬度为HRC20～60。由此可知，胎体内、外周边均由金刚石保径，其保径效果是很理想的。过渡层2起着保径与辅助切削双重作用，这样，在工作层1消耗完以后，依靠过渡层2仍能有一定的进尺寿命。
本实用新型不限于上述一种实施例，过渡层2内置放一定数量的硬质或超硬块体材料，将起着强化保径的效果。

Claims (4)

1.一种孕镶金刚石取芯钻头的胎体结构，包括工作层(1)、覆盖层(3)，覆盖层(3)与钢体(4)通过热压烧结在一起，其特征在于：在工作层(1)与覆盖层(3)之间设置过渡层(2)，过渡层(2)内含有起着保径与辅助切削作用的金刚石。
2.根据权利要求1的金刚石取芯钻头的胎体结构，其特征在于：工作层(1)内金刚石浓度为40％～125％，粒度为30～80目；过渡层(2)内金刚石浓度为20％～80％，粒度为40目～120目。
3.根据权利要求1的金刚石取芯钻头的胎体结构，其特征在于：钻头总长L为20～500mm，胎体外径D为6～320mm，胎体内径d为2～300mm，胎体高h为3～30mm，工作层(1)高为2～10mm，过渡层(2)高为1～10mm，覆盖层(3)高为0～10mm。
4.根据权利要求1的金刚石取芯钻头的胎体结构，其特征在于：过渡层(2)内可以置放硬质或超硬块体材料，与金刚石一起构成联合保径的结构。
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