[发明专利]一种两阶钻头及其制造方法

权利要求书

1.一种两阶钻头，其特征在于：包括由内而外依次设置的外管连接套和环形的钻头，所述外管连接套和钻头通过过渡粘结管连接； 所述钻头由内而外包括第二阶钻头和第一阶钻头，所述第一阶钻头的外径小于所述第二阶钻头的外径；所述第二阶钻头和所述第一阶钻头相连为同轴的台阶状钻头，所述第二阶钻头和所述第一阶钻头均由多个高度相等的切削齿组成，所述多个切削齿围绕钻头轴线均布；

所述切削齿之间为内外直通主水路，每个切削齿中心线上设有不通内的副水路；所述切削齿端面设有切削面，所述切削面上设有多道同心圆弧状分布的切削槽；

所述内外直通主水路由第二阶钻头延伸至第一阶钻头，并与第一阶钻头内壁连通；

所述第一阶钻头上的切削齿之间的凹台上设置有内排水孔，所述内排水孔内部与第二阶钻头内壁连通；

所述副水路从切削面延伸至第二阶钻头或第一阶钻头的侧壁上，所述副水路与切削面上的部分切削槽连通；

所述切削齿包括靠近钻头轴线的内切削齿和远离钻头轴线的外切削齿，所述内切削齿和外切削齿一体烧结成型；

两阶钻头的制造方法，包括如下步骤：

第一步：胎体物料混合：将金属粉和金刚石粉末按比例混合，获得胎体的填充粉末；

第二步：铺设第一阶钻头层：将填充粉末均匀铺设在模具当中，厚度达到第一阶钻头高度，并对第一阶钻头层进行预压，预压压强为20/3 Mpa；

第三步：铺设第二阶钻头层：将填充粉末继续均匀铺设在模具当中，厚度达到第二阶钻头高度，并对第二阶钻头层进行预压，预压压强为20/3 Mpa；

第四步：铺设过渡粘结管层和放置外管连接套：将过渡粘结管填充粉末继续均匀铺设在模具当中，并将外管连接套定位放置在过渡粘结管层上；

第五步：施加预压压力：对外管连接套施加10~20KN压力；

第六步：保温扩散：保持第五步中的压力，并通过感应加热圈对模具从室温开始以250~300℃/min速度升温，至850℃~900℃；保温1~5分钟，并施加压强为10 Mpa的压力；

第七步：加压烧结：快速升温至970℃，并施加压强为20 Mpa的压力，保压1~5分钟后开始模具内冷却；

第八步：冷却：冷却至650℃左右时将工件模具中取出，并在室温中冷却；

第九步：加工内排水孔；

步骤一中的金属粉质量分数配方为：WC48%~50%，Ni5%~6%，Co5%~6%， Mn5%，Cu663 35%；

金刚石粉质量分数配方为35~40目20%，金刚石40~45目30%，金刚石45~50目30%，金刚石50~60目20%；

胎体的金刚石浓度为90%；

所述过渡粘结管质量分数配方为：WC30%，Fe25%，Ni5%，Mn5%，Cu663 35%；外管连接套为钢制套筒；

步骤一至步骤三中胎体的填充粉末包括内切削齿粉末和外切削齿粉末，所述内切削齿粉末配方为：WC50%，Ni5%，Co5%，Mn5%，Cu663 35%， 金刚石粉35~40目25%，金刚石40~45目25%，金刚石45~50目30%，金刚石50~60目20%；

所述外切削齿粉末配方为：WC48%，Ni6%，Co6%，Mn5%，Cu663 35%，金刚石35~40目20%，金刚石40~45目20%，金刚石45~50目30%， 金刚石50~60目30%；

步骤二中，第一阶钻头层铺设分为内层铺设和外层铺设，内层铺设位置与内切削齿位置适配，外层铺设位置与外切削齿位置适配；步骤三中，第二阶钻头层铺设分为内层铺设和外层铺设，内层铺设位置与内切削齿位置适配，外层铺设位置与外切削齿位置适配；

步骤二和步骤三中，内切削齿粉末和外切削齿粉末铺前，通过隔离筒壁对铺设空腔进行隔离，待内切削齿粉末和外切削齿粉末铺设达到预期高度后将隔离筒壁取出，再进行预压；

所述步骤二中的模具为致密石墨模具。