[发明专利]一种金刚石扩孔器的烧结工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石扩孔器的烧结工艺。

技术背景

由于金刚石钻头直径与岩心管外径的尺寸相差很小，使孔壁与岩心管之间的间隙更加缩小，使过水受阻,并易造成卡钻。金刚石扩孔器是一短柱状管体，上下钢体部分有丝扣分别与钻头和岩心管相连，中间部分是覆盖含金刚石的胎体，其外径略大于金刚石钻头直径，胎体侧表面上有过水水槽，使水流通过。

传统的金刚石扩孔器烧结工艺复杂，成本过高。

发明内容

本发明解决的技术问题提供了一种金刚石扩孔器的烧结工艺，工艺简单，金刚石扩孔器烧结后的强度高，寿命长。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种金刚石扩孔器的烧结工艺，包括以下步骤：

1)放置扩孔器：扩孔器石墨模具包括石墨水口圈和紧固圈，将组装好的扩孔器石墨模具与钢体放入中频加热机的感应线圈中，石墨模具的紧固圈外圆面与感应线圈内圈间距相等；

2)开启辅助功能：开启冷却水和红外测温仪，并且将红外测温仪的测温探头对准感应线圈的圆孔；

3)加石墨保护罩：取石墨模具底模罩于钢体上，在底模的内孔中装入石墨模芯封堵；

4)扩孔器烧结：启动中频加热机上的加热电路，将加热电路的直流电流调至100～200A；调节升温速率至20℃/min，升温至1150℃时，将加热电路的直流电流调至0，感应线圈不再升温，保温1.5min；

5)冷却扩孔器：使步骤4)中的扩孔器石墨模具与钢体自然冷却至750℃；

6)脱模：用锻工钳将扩孔器石墨模具与钢体从中频加热机拿出，放置于铁板上自然冷却至室温，架空扩孔器石墨模具与钢体，用小圆棒锤击钢体上端，将钢体连同石墨水口圈从紧固圈中脱出。

优选的，所述步骤1)中的石墨模具的紧固圈外圆面与感应线圈内圈间距不小于5mm，紧固圈的上平面低于感应线圈上平面，所述感应线圈的高度不小于65mm。

本发明的有益效果为：

本发明通过单台中频加热机即可完成整个金刚石扩孔器烧结工艺，采用20℃/min的温度缓升方式烧结胎体粉料，无需额外步骤，在烧结金刚石扩孔器前加装了石墨保护罩，封堵了紧固圈与钢体的开口，使铜粒子受热效果更好，结合更加牢固，烧结而成胎体强度高，寿命长。

具体实施方式

金刚石扩孔器的组装工艺，包括以下步骤：

1)石墨水口圈粘贴聚晶：按水口圈尺寸取相应的水口条，将水口条依次均布贴于水口圈中；在水口条与水口圈之间的空槽内粘贴聚晶；

2)压铁圈：将铁圈的内孔紧配套于扩孔器钢体外圆，使铁圈上平面与钢体上平面齐平；

3)压石墨水口圈：用丙酮清洗钢体，用毛刷蘸丙酮清洗铁圈的下平面；将水口圈套于钢体上，并且使水口圈与铁圈紧配，铁圈上平面与水口圈外端面齐平；

4)装粉料：在水口圈与钢体的缝隙中填充第一胎体粉料，用小铁锤轻敲扩孔器下部使胎体粉料填充紧实，胎体粉料填充至与水口圈内的子口线齐平；

在第一胎体粉料上填充第二胎体粉料，用小铁锤轻敲扩孔器下部使胎体粉料填充紧实，胎体粉料填充至与水口圈上平面齐平；

5)装铜粒子：取内孔与石墨水口圈外径滑配的紧固圈，将紧固圈内孔套在水口圈上且使紧固圈抵靠铁圈下平面；

在紧固圈与扩孔器钢体的间隙里均匀装入铜粒子；

最后在紧固圈与扩孔器钢体的间隙里放入适量硼砂。

所述步骤1中水口条的具体粘贴方法为：在水口条外侧抹上102胶水，贴到水口圈内孔中，保持下平面与水口圈平面齐平且上平面与水口圈的子口线齐平，再以水口条宽度加0.6～0.8mm的间距依次在水口圈的周向上粘贴下一根水口条。

所述步骤4中的第一胎体粉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％；所述第二胎体粉料663青铜粉45％、碳化钨35％、钴粉6％、镍粉7％、锰粉7％。

本发明一种金刚石扩孔器的烧结工艺，包括以下步骤：

1)放置扩孔器：将组装好的扩孔器石墨模具与钢体放入中频加热机的感应线圈中，石墨模具的紧固圈外圆面与感应线圈内圈间距相等；

2)开启辅助功能：开启冷却水和红外测温仪，并且将红外测温仪的测温探头对准感应线圈的圆孔；

3)加石墨保护罩：取石墨模具底模罩于钢体上，在底模的内孔中装入石墨模芯封堵；