[发明专利]一种聚晶金刚石滚刀刀圈及其制作工艺

摘要

一种聚晶金刚石滚刀刀圈，包括刀圈基体和均匀设置在刀圈基体外圆周表面的齿尖；其中刀圈基体的各原料所占的质量百分比分别为：C为0.30～0.38%、Si为0.6～0.8%、Mn为0.20～0.65%、Cr为2.7～3.5%、Mo为2.6～3.4%、V为1.05～1.40%、Nb为0.05～0.15%、杂质P≤0.02%、杂质S≤0.02%，Fe余量；齿尖由硬质合金基体和聚晶金刚石耐磨层组成。本发明还公开了一种聚晶金刚石滚刀刀圈的支座工艺。本发明将刀圈基体和齿尖采用分体制造而成，并分别采用独特的加工工艺，使刀圈基体的高冲击韧性和聚晶金刚石复合片高的抗压强度、硬度和耐磨性结合起来，故能轻易破碎岩石的同时具有极高的寿命，也大大提高了施工掘进效率。

主权项

1.一种聚晶金刚石滚刀刀圈的制作工艺，其特征在于：所述的聚晶金刚石滚刀刀圈包括刀圈基体和均匀设置在刀圈基体外圆周表面的齿尖；其中刀圈基体的各原料所占的质量百分比分别为：C为0.30～0.38%、Si为0.6 ～0.8%、Mn为0.20 ～0.65%、Cr为2.7 ～3.5%、Mo为2.6～3.4%、V为1.05～1.40%、Nb为0.05～0.15%、杂质P≤0.02%、杂质S≤0.02%，Fe余量；齿尖由硬质合金基体和聚晶金刚石耐磨层组成，聚晶金刚石耐磨层的各原料所占的质量百分比分别为：金刚石为80%‑82%，Si为6%‑7%，Co为12%‑13%；刀圈基体的整体硬度为HRC48～53，冲击韧性为27～37J/cm2；所述的制作工艺包括以下步骤：（1）对刀圈基体进行制作，在刀圈基体圆周表面均匀设置安装槽；（2）对齿尖进行制作；（3）将齿尖的硬质合金基体通过镶嵌后焊接的方式均匀固定到刀圈基体的安装槽内；步骤（2）具体制作步骤为：A、金刚石微粉的配料、混合：选取30%‑35%重量的50‑60um粒度的普通金刚石微粉、30%‑35%重量的30‑40um粒度的普通金刚石微粉、5%‑20%重量的10‑20um粒度的普通金刚石微粉以及12%‑13%重量的5‑20.0umCo粉，剩余为Si粉，利用球磨机将以上粉料球磨10小时，混合均匀后放置在120℃的真空干燥箱下保存备用；B、硬质合金基体：按图纸要求加工硬质合金基体，其中WC的重量含量为85%‑94%，Co的重量含量为6%‑15%；C、在叶腊石块内将金刚石微粉与硬质合金组装：取1.0g‑2.0g混合好的金刚石微粉与硬质合金基体用5吨的压力机压实组装；将组装压实后的基体置于叶腊石合成块中，放入导电钢圈组成的合成模内，其中聚晶金刚石耐磨层的厚度为1.0‑‑2.0mm；D、高温高压下合成：将组成的合成模放入六面顶金刚石压机内，在压力5.5‑6.1 GPa，温度1300℃‑1500℃，烧结合成5分钟，制成聚晶金刚石复合片；E、喷砂处理：去除聚晶金刚石复合片表面的烧结物；F、聚晶金刚石复合片去应力：聚晶金刚石复合片在真空炉或气氛保护炉加热到200‑250℃，保温5‑10分钟后，随炉温自然冷却；G、聚晶金刚石复合片的后加工：采用磨床进行机械加工后得到聚晶金刚石复合片，使聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的直径稍大于安装槽的内径，硬质合金基体直径公差为±0.01mm，高度公差为±0.05mm。