高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法，所述制造方法包括以下步驟：(1)提供薄壁鉆管體；(2)在所述薄壁鉆管體的內(nèi)表面和外表面通過化學鍍工藝形成內(nèi)金剛石保護層和外金剛石保護層；(3)在所述薄壁鉆管體的端部通過激光焊接工藝焊接金剛石刀頭。采用本發(fā)明所述的制造方法制造的薄壁鉆在保證各項使用性能情況下，能夠提高薄壁鉆的安全性能，提高鉆進效率，減少鉆管磨損，因而可以實現(xiàn)達到多次重復(fù)利用，降低材料成本的目的。
【專利說明】高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金剛石復(fù)合鉆頭的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于混凝土、玻璃、陶瓷以及耐火材料等非金屬硬脆材料鉆孔或取芯的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在建筑行業(yè)，金剛石薄壁鉆已廣泛應(yīng)用于混凝土，花崗巖、耐火磚，玻璃、陶瓷等非金屬硬脆材料鉆孔加工生產(chǎn)活動中，如墻壁空調(diào)洞開孔，花崗巖表面鉆孔等。傳統(tǒng)的金剛石薄壁鉆采用銀焊工藝，焊接強度低，容易在鉆進過程中掉齒造成薄壁鉆無法工作甚至報廢，傳統(tǒng)金剛石薄壁鉆管體由于沒有金剛石層保護，在鉆進過程中管體與加工材料易產(chǎn)生摩擦造成鉆進速度慢，加工材料難以從管內(nèi)脫落造成無法連續(xù)加工；通常情況下，薄壁鉆管體成本占總成本一半以上，傳統(tǒng)金剛石薄壁鉆在鉆進過程中加工材料對管壁產(chǎn)生磨損易使管壁變薄，管體無法再重復(fù)利用從而造成極大浪費。如何提高鉆進速度，增強產(chǎn)品安全性，減少管壁磨損，從而使管體可以重復(fù)使用達到降低材料成本目的一直是金剛石工具生產(chǎn)企業(yè)極待解決難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法。采用本發(fā)明所述的制造方法制造的薄壁鉆在保證各項使用性能情況下，能夠提高薄壁鉆的安全性能，提高鉆進效率，減少鉆管磨損，因而可以實現(xiàn)達到多次重復(fù)利用，降低材料成本的目的。
[0004]為了解決發(fā)明所述的技術(shù)問題并實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法，其特征在于:所述制造方法包括以下步驟:(I)提供薄壁鉆管體；(2)在所述薄壁鉆管體的內(nèi)表面和外表面通過化學鍍工藝形成內(nèi)金剛石保護層和外金剛石保護層；(3)在所述薄壁鉆管體的端部通過激光焊接工藝焊接金剛石刀頭。
[0006]其中，所述金剛石刀頭由金屬粉和高強度金剛石壓制成型，熱壓燒結(jié)；并且熱壓燒結(jié)溫度為780~870°C，壓力為250~350kgcnT2，保溫時間為3~5分鐘。
[0007]其中，所述金屬粉包括20~30wt%的銅,60~70wt%的鈷,3~8wt%的錫，和3~IOwt %的鎳；所述高強度金剛石的靜壓強度為30~40公斤，所述高強度金剛石的濃度為30~40%。
[0008]其中，所述金剛石保護層由1.0~1.5mm的鎳基化學鍍層和夾雜在其間的靜壓強度為20~30公斤的金剛石所構(gòu)成；在所述金剛石保護層中所述金剛石的濃度為30~90%。
[0009]其中，所述薄壁鉆鉆體由無縫鋼管制成，其以化學成分計含有C:0.17~
0.24wt%, Si:0.17 ~0.37wt%, Mn:0.35 ~0.65wt%, S ≤ 0.035wt%, P ≤ 0.035wt%,Cr ( 0.25wt %, Ni ^ 0.25wt %, Cu ^ 0.25wt % ;并且所述無縫鋼管的抗拉強度
450MPa ;屈服強度σ s≥275MPa ;伸長率δ≤24%。
[0010]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆具有以下有益效果:
[0011]1.采用本發(fā)明生產(chǎn)的金剛石薄壁鉆焊接強度高，安全性好，在鉆進過程中不會因沖擊力大，管體發(fā)熱而造成金剛石刀頭脫落。
[0012]2.采用本發(fā)明生產(chǎn)的金剛石薄壁鉆鉆進速度快，鉆進功率小，加工材料容易從管體內(nèi)脫落，不會產(chǎn)生加工材料卡死無法連續(xù)加工現(xiàn)象。
[0013]3.采用本發(fā)明生產(chǎn)的金剛石薄壁鉆鉆管與加工材料之間摩擦非常小，鉆管不易磨損，金剛石刀頭磨損后，鉆管可以重復(fù)利用，大大降低材料成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為采用本發(fā)明的制造方法制備的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法做進一步的闡述，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解；需要指出的是實施例中有關(guān)結(jié)構(gòu)、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指對發(fā)明保護范圍的限制。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明所示的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆，包括薄壁鉆鉆體10和金剛石刀頭20 ;所述薄壁鉆鉆體10內(nèi)外表面電鍍形成有內(nèi)金剛石保護層30和外金剛石保護層40 ;所述薄壁鉆鉆體的端部通過激光焊接工藝焊接有金剛石刀頭。其中，所述金剛石刀頭由金屬粉和高強度金剛石燒結(jié)成型，其中所述金屬粉包括20~30wt%的銅，60~70wt%的鈷,3~8wt%的錫,和3~IOwt%的鎳；所述金剛石的靜壓強度為30~40公斤，并且濃度為30~40%。所述金剛石保護層由1.0~1.5mm的化學鍍鎳層和夾雜在其間的靜壓強度為20~30公斤的金剛石所構(gòu)成；并且在所述金剛石保護層中所述金剛石的濃度為30~90%。本發(fā)明所述的高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆可以采用包括以下步驟的工序制備得到:⑴管體加工:根據(jù)圖紙要求，焊接車加工所需薄壁鉆管體；⑵化學鍍金剛石保護層:將薄壁鉆管體除油除銹后，根據(jù)不同規(guī)格需求放入化學鍍液中，加入強度為20~30公斤金剛石，采用化學鍍工藝，通過不停攪拌，將金剛石均勻鍍覆于管體表面；(3)金剛石刀頭片制燒結(jié)成型:根據(jù)具體使用要求，選取不同組份銅、鈷、錫、鎳，采用不同強度粒度，濃度金剛石，混勻后通過壓制成型，熱壓燒結(jié)，砂輪打磨制備金剛石刀頭，其熱壓燒結(jié)溫度為780~870°C，壓力250~350kg/cm2，保溫時間3~5min ； (4)激光焊接:將化學鍍后的薄壁鉆管安裝在激光焊接架上，放入金剛石刀頭，調(diào)節(jié)激光功率1500~1800W，轉(zhuǎn)速1000~1400mm/分鐘，調(diào)整好焊接位置，開啟激光機進行焊接；(5)打磨、噴漆、檢驗:將焊接后薄壁鉆用專用砂輪開刃對金剛石刀頭進行打磨使金剛石充分暴露，再進行表面噴漆，烘干，最后以600N/mm2強度標準對每個金剛石刀頭進行抗彎檢測，合格后印刷包裝入庫。
[0017]實施例1[0018]金剛石刀頭燒結(jié)體的制備:由金屬結(jié)合劑與金剛石混合，壓制后熱壓燒結(jié)而成；熱壓燒結(jié)的溫度為850°C，壓力為300kg/cm2，保溫時間為4分鐘；其中，所述金剛石的靜壓強度為35%，金剛石的濃度為30% ;各試樣中金屬結(jié)合劑(粉末原料，粒徑為I~5微米，原料純度高于99.0% )的配比如表1所示:
[0019]表 Iwt %
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種高強度可持續(xù)利用金剛石薄壁鉆的制造方法，其特征在于:所述制造方法包括以下步驟:(I)提供薄壁鉆管體；(2)在所述薄壁鉆管體的內(nèi)表面和外表面通過化學鍍工藝形成內(nèi)金剛石保護層和外金剛石保護層；(3)在所述薄壁鉆管體的端部通過激光焊接工藝焊接金剛石刀頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于:所述金剛石刀頭由金屬粉和高強度金剛石壓制成型，熱壓燒結(jié)；其中，熱壓燒結(jié)溫度為780~870°C，壓力為250~350kgcm_2，保溫時間為3~5分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于:所述金屬粉包括20~30wt%的銅，60~70wt%的鈷，3~8wt%的錫，和3~IOwt %的鎳；所述高強度金剛石的靜壓強度為30~40公斤，所述高強度金剛石的濃度為30~40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于:所述金剛石保護層由1.0~1.5mm的鎳基化學鍍層和夾雜在其間的靜壓強度為20~30公斤的金剛石所構(gòu)成；在所述金剛石保護層中所述金剛石的濃度為30~90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于:所述薄壁鉆鉆體由無縫鋼管制成，其以化學成分計含有 C:0.17 ~0.24wt %，S1:0.17 ~0.37wt %，Mn:0.35 ~0.65wt %，S ≤0.035wt%, P ≤ 0.035wt%, Cr ( 0.25wt%, Ni ( 0.25wt%, Cu ( 0.25wt% ;并且所述無縫鋼管的抗拉強 度450MPa ;屈服強度σ s≥275MPa ;伸長率δ≥24%。
【文檔編號】C03B33/00GK103950115SQ201410211779
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】邱瑜銘, 董先龍 申請人:江蘇鋒泰工具有限公司