[发明专利]一种环状超薄金刚石钻头的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石钻头的制造方法，具体而言，涉及一种环状超薄金刚石钻头的制造方法。

背景技术

现有技术中，金刚石钻头刀齿多为节块状，采用刀头和钢体分别制作完成后再焊接而成，刀头通过手工或自动冷压机压制后，再经热压机烧结而成，最后再与钢体焊接到一起。采用这种方法生产的刀头厚度大于2.5毫米，这种钻头在钻切薄壁石材时，受钻切压力和节块状刀头的间歇冲击作用，经常会导致石材的破碎，给加工造成很大的损失。此外，这种方法受热压机电阻加热方式的局限，在初始预压力的作用下，小于2.5毫米的环状石墨模具(如果模具选用钢质模具，在烧结过程中，受温度的影响，钢质模具变形严重，无法保证产品的尺寸)冲头就直接发生了碎裂，使电流无法得到传递来进行加热，刀头无法烧结。另外，刀头和钢体的焊接方式目前有2种，一种为高频焊接，需要焊接材料作为介质，这种介质的费用很高，每公斤达到1800元左右；一种为激光焊接，虽然不需要介质，但设备昂贵，焊接成本比高频焊接还高很多，综上所述，现有的钻头制作方法无法生产环状超薄金刚石钻头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的不足，而提出一种全新的环状超薄金刚石钻头的制造方法，该方法能够实现环状超薄金刚石钻头的生产，具有生产环节少，生产效率高的优点。此外，应用该方法制造成的超薄金刚石钻头具有速度快、寿命长，钻孔尺寸精度高，石材损耗少等优点，具有很强的竞争优势。

本发明所提供的技术方案是：一种环状超薄金刚石钻头的制作方法，包括钢体制作、配混料、粉料填装、加热加压烧结、后续加工等工序，其特征在于：在加热加压烧结工序中采用焊机(例如高频焊机)的感应圈给石墨模具加热；加压设备直接将压力作用在钢体上，压入粉料，烧结完成后粉料与钢体连接为一体。

通过采用上述方案，本发明能够达到下述有益效果：

1.本发明采用了(高频)焊机的输出部分感应圈给石墨模具加热，加压设备直接作用到钢体上，克服了热压机加热必须加压的局限性，而如果把钢体应用到热压机上烧结，虽然钢体能够满足设备的初始压力，但钢体会首先被加热，在后续加压过程中，钢体就被压扁变形，本方法避免了薄壁石墨模具冲头的碎裂，使刀齿厚度小于2.5毫米环形刀齿的超薄金刚石钻头生产成为了可能。

2.利用本发明方法生产的环形超薄钻头，具有速度快、切削耗材少、钻孔尺寸精度高等优点。

附图说明

图1为本发明制成的环形超薄金刚石钻头的结构示意图。

图2为图1的右视图

图3为本发明所用的烧结原理示意图

图4为本发明制造的直径80毫米的环状超薄金刚石钻头示意图

其中：1、粉料，2、钢体，3、感应圈，4、外模，5、芯模，6、红外测温位，7、下冲模。

具体实施方式

本发明中，除非特别指明，“感应圈”是指高频焊机的输出部分，即用来给待加工对象加热的输出部分，例如图3所示的螺旋环状感应圈。用交流电流流向被卷曲成环状的导体(通常为铜管)，由此产生磁束，将金属放置其中，磁束就会贯通金属体，在与磁束自缴的方向产生涡电流(旋转电流)，于是感应电流在涡电流的影响下产生发热，用这样的加热方式就是感应加热。。

本发明中，除非特别指明，所有份数、百分比、比例均是以重量计。所有温度均是指摄氏度。

本发明提供了一种环状超薄金刚石钻头的制造方法，包括钢体制作、配混料、粉料填装、加热加压烧结、后续加工工序，其特征在于：加热加压烧结工序中，采用感应圈(例如高频焊机的输出部分)给石墨模具加热，采用加压设备直接将压力作用在钢体上，压入粉料，烧结完成后粉料与钢体连接为一体。

根据某些优选实施方案，在上述粉料填装工序中，先将粉料填装到烧结用的石墨模具型腔中，再将钢体装入模具中并压紧。

根据某些优选实施方案，在上述加热加压烧结工序中，金属粉料被烧结成合金状态。

根据某些优选实施方案，在上述加热加压烧结工序中，温度测量点在成品刀头高度的中间位置。

根据某些优选实施方案，上述加热加压烧结工序包括如下步骤：

1)将装好的石墨模具放入到高频焊机的输出部分——螺旋环状感应圈中，调节红外测温仪测头的光点指向模具中粉料部位；

2)启动油压机，将压机压头压在钢体上，调节压力至0.5～1MPa；

3)启动高频焊机加热，电流为850±30A，当温度达到烧结温度880±10℃后，调整电流保温60～300秒；

4)调整油压机压力调至1.5～5MPa，保持温度并加压40～90秒；