[发明专利]强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头及其制造方法

权利要求书

1.一种强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头，包括钻头钢体(7)、设置在钻头钢体(7)端部的多个支撑体(1)、焊接钻头钢体(7)和支撑体(1)的保径焊接层(5)及水口(4)，所述水口(4)位于相邻的支撑体(1)之间，所述保径焊接层(5)位于钻头钢体(7)与支撑体(1)之间，其特征在于：所述支撑体(1)内设有多个金刚石复合体(2)，所述金刚石复合体(2)按二环或三环排列，分布于支撑体(1)中，所述金刚石复合体(2)占钻头的工作底唇面积的55～80％；所述金刚石复合体(2)的胎体硬度为HRc38～48，耐磨性为ML(0.32～0.45)×10^-5；所述支撑体(1)的胎体的硬度为HRc13～HRc16，耐磨性为ML(0.62～0.76)×10^-5；所述金刚石复合体(2)内复合金刚石采用SMD₄₀金刚石，所述支撑体(1)内复合金刚石采用SMD₃₀金刚石；

所述金刚石复合体(2)的胎体组成成分及质量百分比为：40～45％的WC、12～18％的YG12、8～10％的Ni、3～6％的Mn、25～32％的660-Cu；

所述支撑体(1)的胎体组成成分及质量百分比为：45～54％的Fe、10～15％的Ni、4～6％的Mn、30～35％的660-Cu；

所述SMD₄₀金刚石的百分比浓度为86～100％，其30/40目粒度占55～70％、50/60目粒度占30～45％；所述SMD₃₀金刚石的百分比浓度为45～55％，粒度40/50目。

2.根据权利要求1所述的强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头，其特征在于：所述金刚石复合体(2)的形状为方柱状或圆柱状，其边长或直径为4.5～7.0mm，长度为10～14mm。

3.基于权利要求1所述的一种强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采用强化热压方法预制金刚石复合体(2)，所述金刚石复合体(2)的胎体材料按下列比例：40～45％的WC、12～18％的YG12、8～10％的Ni、3～6％的Mn、25～32％的660-Cu；所述金刚石复合体(2)内复合金刚石采用SMD₄₀金刚石，所述SMD₄₀金刚石的百分比浓度为86～100％，其30/40目粒度占55～70％、50/60目粒度占30～45％；胎体材料和金刚石分别按比例称量后经球磨混合均匀，然后一次性装入模具内，进行强化热压烧结，经冷却、脱模和表面去氧化皮后即为金刚石复合体(2)；

步骤2：支撑体(1)的胎体材料按下列比例：45～54％的Fe、10～15％的Ni、4～6％的Mn、30～35％的660-Cu；所述支撑体(1)中复合金刚石采用SMD₃₀金刚石，所述SMD₃₀金刚石的百分比浓度为45～55％，粒度40/50目；将含有SMD₃₀金刚石的金属粉末装入石墨模具中，将金刚石复合体(2)呈二环或三环排列，分布和定位于支撑体(1)金属粉末中，经过热压烧结，支撑体(1)的金属粉末将金刚石复合体(2)和钻头钢体(7)融合成一个整体钻头。

4.根据权利要求3所述的强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头的制造方法，其特征在于：上述步骤(1)中，强化热压工艺参数：压力18～22MPa，温度980～995℃，保温、保压7.5～9.0min，出炉温度750～780℃。

5.根据权利要求3所述的强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头的制造方法，其特征在于：上述步骤(1)中，预制的金刚石复合体(2)形状为方柱状或圆柱状，边长或直径为4.5～7.0mm，长度为10～14mm；金刚石复合体(2)的硬度为HRc38～48，耐磨性为ML(0.32～0.45)×10^-5。

6.根据权利要求3所述的强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头的制造方法，其特征在于：上述步骤(2)中，热压工艺参数：温度935～950℃，压力15～16MPa，保温、保压4.5～5.5min，出炉温度780-800℃。