[发明专利]一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法，所述稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法包括以下步骤：（1）选料：所述稀土改性钨基金刚石钻头的制造原料包括金刚石粉末、钨、镍、铁、铜、锡、锰、稀土元素和金属结合剂；（2）混合：将步骤（1）选取完成的制造原料与金属结合剂进行呼和制粒；（3）模具成型：将步骤（2）中混合完成的制造原料放入模具之中进行模具成型。本发明采用利用钨与金刚石的化学冶金结合提高金刚石颗粒在钻头上的把持力，通过活化元素的添加降低钨基金刚石钻头的烧结温度，从而实现性能上的提高，并且本发明中的原料也简单易得，可以进行大规模的制造。

技术领域

本发明涉及金刚石工具技术领域，具体为一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法。

背景技术

做切削刃的钻头称为金刚石钻头。该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力，是20世纪80年代世界钻井三大新技术之一。现场使用证明，金刚石钻头在软-中硬地层中钻进时，有速度快、进尺多、寿命长、工作平稳、井下事故少、井身质量好等优点。金刚石钻头不但使用时间长，还可以重复利用，返厂修复的金刚石钻头使用起来和出厂的金刚石钻头使用效果差不多，能大量的节约钻井成本。

在金刚石钻头生产的过程中需要用到钨，但是钨的熔点高达3940℃，以钨作为基体烧结会产国金刚石所承受的范围，为此，我们提出一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法，所述稀土改性钨基金刚石钻头的制备方法包括以下步骤：

（1）选料：所述稀土改性钨基金刚石钻头的制造原料包括金刚石粉末、钨、镍、铁、铜、锡、锰、稀土元素和金属结合剂；

（2）混合：将步骤（1）选取完成的制造原料与金属结合剂进行呼和制粒；

（3）模具成型：将步骤（2）中混合完成的制造原料放入模具之中进行模具成型；

（4）冷却成型：将步骤（3）模具成型之后的金刚石钻头进行冷却处理，冷却温度为25-30℃，冷却时间为30-35min；

（5）真空热压烧结：将步骤（4）冷却成型的金刚石钻头进行烧结处理，烧结温度为920-940℃，烧结压强为170-180Mpa，烧结完成之后进行保温处理，保温时间为25-30min；

（6）静压烧结：将步骤（5）真空热压烧结的金刚石钻头进行烧结处理，烧结温度为880-890℃，烧结压强为100-110Mpa，烧结完成之后进行保温处理，保温时间为8-10min；

（7）焊接：将步骤（6）静压烧结后的钻头利用高频焊接方式将其焊接在钻杆上即可。

优选的，所述一种稀土改性钨基金刚石钻头制造原料的重量份数为金刚石粉末30-40份、钨35-37份、镍2-4份、铁3-4份、铜8-10份、锡11-13份、锰、稀土元素0.5-1份、金属结合剂2-3份。

优选的，所述金属粘合剂的成分为镧化合物。

本发明采用利用钨与金刚石的化学冶金结合提高金刚石颗粒在钻头上的把持力，通过活化元素的添加降低钨基金刚石钻头的烧结温度，从而实现性能上的提高，并且本发明中的原料也简单易得，可以进行大规模的制造。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：