[发明专利]一种用于金刚石钻头的粉末冶金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金刚石钻头的粉末冶金材料。

技术背景

对于金刚石钻头,由于其工作环境更加恶劣,对其胎体性能的要求更加苟刻,而以单元素形式加入进行机械混合的钻头胎体材料,存在以下缺点:

(1)为改善胎体性能而加入的中间相,由于其熔点与钻头烧结温度相差较大,在钻头的烧结过程中不可能达到合金化,达不到预期的效果,甚至在胎体中直接混入某些特种元素往往会严重损害胎体材料的机械性能；

(2)在储存及烧结过程中易氧化；

(3)胎体成分不均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于金刚石钻头的粉末冶金材料，其烧结性能好且成分分布均匀，储存及烧结过程中不易氧化。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于金刚石钻头的粉末冶金材料，由以下组分组成且各组分的重量百分比为：663青铜粉25-60%、碳化钨20-55%、钴粉4-9%、镍粉5-10%、锰粉5-7%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉60%、碳化钨20%、钴粉4%、镍粉10%、锰粉6%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉50%、碳化钨30%、钴粉5%、镍粉9%、锰粉6%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉45%、碳化钨35%、钴粉6%、镍粉7%、锰粉7%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉40%、碳化钨40%、钴粉7%、镍粉8%、锰粉5%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉30%、碳化钨50%、钴粉8%、镍粉7%、锰粉5%。

优选的，各组分的重量百分比为：663青铜粉25%、碳化钨55%、钴粉9%、镍粉5%、锰粉6%。

本发明组分中663青铜粉具有良好的耐磨性、冲击韧性和较高的强度，碳化钨具有较高的硬度、良好的耐磨性及耐热性，因此采用663青铜粉与碳化钨作为基底材料，有效的提高了金刚石钻头胎体的机械强度、耐磨性和耐热性，在组分中添加钴粉和镍粉作为粘接剂，保证胎体具有良好的烧结强度、韧性和合金分布均匀性，添加锰粉作为抗氧化剂可防止烧结过程合金元素发生氧化产生残渣腐蚀胎体。

具体实施方式

本发明用于金刚石钻头的粉末冶金材料包括663青铜粉、碳化钨、钴粉、镍粉、锰粉，所述粉末冶金材料中各组分的重量百分比为：663青铜粉25-60%、碳化钨20-55%、钴粉4-9%、镍粉5-10%、锰粉5-7%。

实施例1：各组分的重量百分比为：663青铜粉60%、碳化钨20%、钴粉4%、镍粉10%、锰粉6%。所得胎体硬度为20-25HRC。

实施例2：与实施例1不同在于所述粉末冶金材料各组分的重量百分比为：663青铜粉50%、碳化钨30%、钴粉5%、镍粉9%、锰粉6%。所得胎体硬度为25-30HRC。

实施例3：与实施例1不同在于所述粉末冶金材料各组分的重量百分比为：663青铜粉45%、碳化钨35%、钴粉6%、镍粉7%、锰粉7%。所得胎体硬度为30-35HRC。

实施例4：与实施例1不同在于所述粉末冶金材料各组分的重量百分比为：663青铜粉40%、碳化钨40%、钴粉7%、镍粉8%、锰粉5%。所得胎体硬度为35-38HRC。

实施例5：与实施例1不同在于所述粉末冶金材料各组分的重量百分比为：663青铜粉30%、碳化钨50%、钴粉8%、镍粉7%、锰粉5%。所得胎体硬度为38-42HRC。

实施例6：与实施例1不同在于所述粉末冶金材料各组分的重量百分比为：663青铜粉25%、碳化钨55%、钴粉9%、镍粉5%、锰粉6%。所得胎体硬度为42-45HRC。

其中，663青铜粉是指铜、锡、锌、铅含量分别为85wt%、6wt%、6wt%、3wt%的铜合金粉末，其按照松装密度可分为松装密度低于3.5g/cm3的低松比粉末和松装密度高于3.5g/cm3的高松比粉末，低松比粉末具有较好的成形性，故本发明采用低松比粉末。