[发明专利]一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法

说明书

本发明公开了一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法。所述粉末冶金材料包括预合金粉、铜粉、锡粉和铁粉，所述预合金粉包括铜、铁、锡、镍和钴。采用所述粉末冶金材料制造的刀头合金具有较强的韧性。所述制造金刚石工程薄壁钻刀头的方法包括如下步骤：1)预备粉末冶金材料；2)混合经包覆预处理的金刚石粉与粉末冶金材料；3)冷压压制；4)烧结；5)压制成型。采用本发明所述的粉末冶金材料及使用该粉末冶金材料制造金刚石工程薄壁钻刀头的方法能够减少模具数量，增加金刚石工程薄壁钻的使用寿命和钻削速度，降低生产成本，提高刀头的生产效率。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术，具体涉及一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法。

背景技术

粉末冶金技术是使用金属粉末或者金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过混合、压制成型、烧结等步骤，制造金属材料及其构件、复合材料及其构件等制品的工艺技术。采用粉末冶金技术可以有效减少产品中合金成分偏聚，可以制备具有优异电学、磁学、光学和力学性能的非平衡材料，可以容易地实现多种类型材料的符合，可以生产传统方法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，可以方便地进行材料再生和综合利用，还具备节能、省材、产品精度高、稳定好等一系列优点。目前，粉末冶金技术已经被广泛应用于汽车行业、装备制造业、冶金行业、航空航天、军事工业、仪器仪表、五金工具、电子等领域，已经成为一种制造业中极具发展潜力的技术领域。

金刚石工程薄壁钻，简称金刚石钻，具有结构简单、强度高、耐磨和抗冲击的特点，主要用于混凝土取样、建筑物钻孔打洞、混凝土墙体结构改造。金刚石工程薄壁钻主要由钻杆、刀头、接头组成，钻杆是中空筒状结构，刀头是由嵌有金刚石颗粒的刀头合金制成带有一定弧度的块状构件，然后焊接在钻杆顶端，是起切割作用的部分，其性能直接决定金刚石工程薄壁钻的钻取速度的快慢，使用寿命的长短。

金刚石工程薄壁钻刀头主要采用粉末冶金技术进行制造。首先将多种金属粉与一定粒度的金刚石颗粒共混合，然后将其倒入冷压模具中进行冷压，再进行烧结压制得到金刚石工程薄壁钻刀头。

目前，用于金刚石工程薄壁钻刀头的金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料制造出来的刀头合金的脆性较强，无法进行后续的压制成型。因此在冷压压制和热压烧结步骤，只能使用带有弧度的模具，用于不同直径规格的金刚石工程薄壁钻的刀头的弧度是不同的，所以生产不同规格的金刚石工程薄壁钻需要使用不同的模具，即冷压模具和热压烧结模具的通用性较差，且需要使用成本较高的石墨模具，从而增加了生产成本。此外，由于加压烧结步骤需要施加一定压力，使用能够施加一定压力的石墨模具，因此单次加压烧结只能得到数十个成品刀头，生产效率较低。

常规的金刚石工程薄壁钻在使用时，存在刀头磨损快，切削效果差的问题，发现刀头中的金刚石颗粒脱落，没有很好发挥金刚石颗粒的切削性能，其原因是刀头合金对金刚石的把持力较弱。采用激光烧结等手段可提高金刚石在刀头合金中的把持力，但其成本高，操作复杂。

综上所述，目前金刚石工程薄壁钻刀头的生产中存在刀头合金脆性强，模具通用性差，生产成本高，生产效率低，使用寿命短的不足，因此，需要发明一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法，使用该金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料及刀头的制备方法，能够提高金刚石工程薄壁钻刀头的韧性，从而可以先将刀头制成不带弧度的规则形状，再进行压制成型，增加模具的通用性，不使用加压烧结模具，减少模具种类，降低生产成本，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料，所述金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料包括预合金粉、铜粉、锡粉和铁粉。

所述金刚石工程薄壁钻刀头用粉末冶金材料按下列重量份的原料制成：预合金粉3 ~ 10份、铜粉20 ~ 40份、锡粉1 ~ 5份、铁粉45 ~ 70份。