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滾壓破巖鉆齒涂層材料及金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝的制作方法

文檔序號:3321980閱讀:317來源:國知局
滾壓破巖鉆齒涂層材料及金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開滾壓破巖鉆齒涂層材料及金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,滾壓破巖鉆齒涂層材料由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為35-50目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的22-25%;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為10~15重量份、Mn粉為7~10重量份、Ni粉為7~10重量份、CuSn10粉為20~25重量份、P粉為2~4重量份和WC粉為42~47重量份。金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,包括如下步驟:(a)準備材料;(b)金剛石真空蒸鍍鈦;(c)混合粉制備,干燥及摻膠;(d)復合鉆齒壓制,干燥;(e)真空熱壓燒結。
【專利說明】滾壓破巖鉆齒涂層材料及金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝

【技術領域】
[0001]本發明屬于礦山機械設備領域,涉及滾壓破巖鉆齒,主要是滾刀、牙輪等滾壓破巖鉆頭所鑲鉆齒涂層材料及金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝。

【背景技術】
[0002]滾壓機械破巖廣泛的應用于煤礦、水電、冶金等領域的豎井鉆機、豎井掘進機、反井鉆機等設備。中硬巖的滾壓破巖刀具為鑲齒滾刀,滾刀刀殼外圈所鑲的鉆齒是破巖的直接作用點,其使用壽命對整個破巖效率影響巨大。目前國內主要的鑲齒為硬質合金鉆齒。在鉆進過程中如果因為鉆齒磨損失效,更換刀具費時費力,尤其在豎井掘進機,反井鉆機,在井下更換刀具存在巨大的安全隱患。在水電和金屬礦的圍巖常為花崗巖、玄武巖等巖漿巖,許多巖石石英含量超過50%。巖石硬度大部分超過200MPa。溪洛渡水電站地下廠區通排風系統圍巖主要由P2 β 5-P2 β 12層玄武巖及各層上部的角礫集塊熔巖組成,其巖石硬度單軸抗壓強度達到200Mpa,單盤滾刀約鉆進150m。在泰安抽水蓄能電站,其巖石硬度單軸抗壓強度達到300Mpa,單盤滾刀約鉆進70?80m。當鉆進含石英80%以上的花崗巖時,其抗壓強度更大,單盤滾刀只能鉆進50?60m。隨著鉆井深度不斷增加,以及在水電、金屬礦山等行業火成巖的硬度比較大,石英含量比較高,硬質合金鉆齒很難滿足鉆進過程中一次鉆透,中間還需要更換一次滾刀,甚至多次。
[0003]金剛石亦被稱為鉆石,是自然界最堅硬無比的物質,顯微硬度是硬質合金的5.5倍,比石英高1000倍,它具有硬度高,耐磨性、耐腐蝕性好,摩擦系數小等優點,采用金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒的使用壽命比傳統的硬質合金鉆齒壽命要長50%以上。


【發明內容】

[0004]針對現有技術的不足,本發明的目的在于,提高鉆齒在硬巖和極硬巖地層滾壓破巖的使用壽命,減少破巖刀具的使用量,以及因鉆齒磨損失效造成的提鉆,提高鉆進效率,降低鉆進成本及安全風險。
[0005]本發明的技術方案是這樣實現的:滾壓破巖鉆齒涂層材料,由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為35-50目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的22-25%;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為10?15重量份、Mn粉為7?10重量份、Ni粉為7?10重量份、CuSnlO粉為20?25重量份、P粉為2?4重量份和WC粉為42?47重量份。
[0006]上述滾壓破巖鉆齒涂層材料,Co粉、Mn粉、Ni粉、CuSnlO和P粉的粒度均為230?325 目。
[0007]上述滾壓破巖鉆齒涂層材料,WC粉的粒度為325?460目。
[0008]上述滾壓破巖鉆齒涂層材料,所述金剛石的粒度為40目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的25%;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為12重量份、Mn粉為8重量份、Ni粉為8重量份、CuSnlO粉為25重量份、P粉為2重量份和WC粉為45重量份;Co粉、Mn粉、Ni粉、CuSnlO和P粉的粒度均為300目,WC粉的粒度為400目。
[0009]金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,包括如下步驟:
[0010](a)準備材料:球形鉆齒和上述滾壓破巖鉆齒涂層材料;
[0011](b)金剛石真空蒸鍍鈦;
[0012](c)混合粉制備,干燥及摻膠;
[0013](d)復合鉆齒壓制,干燥;
[0014](e)真空熱壓燒結。
[0015]上述金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,在步驟(a)中:將球形鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光。將鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光,以使球齒與模具緊也彡口口。
[0016]上述金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,在步驟(b)中:將金剛石顆粒和用于蒸鍍的鈦原料置于真空微蒸發鍍膜機爐膛內,在700?750°C進行蒸鍍l_2h,得到鍍鈦金剛石顆粒。由于國產燒結爐的真空度及其他粘結劑表面附氧分子,直接燒結容易使金剛石碳化,因此在金剛石真空鍍膜后再進行燒結可以保證金剛石燒結后的強度降低不超過10%。
[0017]上述金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,在步驟(C)中:將權利要求1-4任一所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料中的粘結胎體材料裝入球磨,球磨時間大于或等于20小時,然后將混合粉和鍍鈦金剛石顆粒放入干燥器中烘干;烘干后加入混合粉和鍍鈦金剛石顆粒總質量20被%的成型劑,成型劑為丁鈉橡膠在汽油中溶解配制成丁鈉橡膠質量分數為I Iwt %的溶液,然后在混料機混合均勻,得到滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物。
[0018]上述金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,在步驟(d)中:將滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物裝入清洗后的石墨模芯中,用上壓頭將球形鉆齒和滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物壓實,放進干燥箱中干燥,干燥溫度為350?400 °C。
[0019]上述金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,步驟(e)中真空熱壓燒結分為低溫燒結階段、高溫燒結階段和冷卻階段;在低溫燒結階段:在3-4分鐘內,溫度勻速上升到610?640°C,壓頭上壓力勻速上升到5?7kN,保溫保壓3_5分鐘,此階段主要固相燒結階段;在高溫燒結階段:在2-4分鐘內,溫度勻速上升到1120?1150°C,壓頭上壓力勻速上升到11?13kN,保溫保壓3-5分鐘,此階段為液相燒結階段,在P、Ni的活化作用下,鈷粉等粘結劑均呈熔化狀態,填充金剛石顆粒和骨架WC顆粒之間的孔隙,在最大壓力13kN作用,使燒結體收縮致密合金化,其中液相溫度比正常活化燒結溫度高,可以增強粘結劑的流動性和潤濕性,減小了燒結孔隙,形成致密的合金體;在冷卻階段:在2-4分鐘內,壓頭上壓力勻速下降到4?6kN,溫度勻速降到600-620°C,然后在空氣中自然冷卻,最后退模。本發明中比正常熱壓燒結多了低溫燒結階段,但在高溫燒結階段時間減少,這樣可以減小金剛石硬度的降低。
[0020]本發明的有益效果是:本發明滾壓破巖用金剛石-碳化鎢硬質合金鉆齒燒結復合時需要嚴格控制金剛石的粒度、黏結劑成分及燒結溫度。粒度大小、黏結劑成分不僅影響復合鉆齒的耐磨強度,對成本的影響也比較大。硬質相的粒度越大在滾壓沖擊時硬質相容易產生微裂紋,且大顆粒硬質相容易從粘結胎體中脫落,粒度小雖然增加了胎體強度,但在粘結劑與石英等顆粒沖擊易造成粘結劑脫落,進而造成硬質相顆粒脫落;如果燒結溫度太低,不能使復合層和鉆齒母體融合,降低復合強度;如果燒結溫度太高,金剛石會產生碳化。本發明采用大顆粒的金剛石(比一般硬質合金及切削破巖復合鉆齒的顆粒大),其硬度遠大于WC和石英顆粒硬度,在破碎沖擊時不會產生微裂紋,同時在粘結胎體中采用WC做骨架,Co等其他粘結劑將骨架材料和金剛石顆粒牢牢包鑲在合金體中,增加了鉆齒的耐磨性。同時為了降低金剛石的碳化,采用金剛石顆粒真空蒸鍍鈦,隔絕金剛石與氧成分的接觸,同時又增加了金剛石與粘結金屬的親和性。在燒結過程中胎體材料成為液相,在胎體中擴散,和金剛石、胎體骨架WC粉形成合金化固溶體,對金剛石晶粒進行有效包鑲,使包鑲狀態單晶金剛石的沖擊力和破碎能比自由狀態下大幅提高。
[0021]本發明專利的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒在普通的碳化鎢硬質合金鉆齒的表面燒結一層金剛石,增強了滾壓鉆齒的耐磨性,尤其在硬巖和極硬巖地層,延長了鉆齒的使用壽命,解決滾刀鉆齒磨損失效引起的提鉆,降低了反井鉆機、豎井掘進機等鉆進時施工成本,更回避了因更換滾刀引起的風險。
[0022]錫青銅CuSnlO具有強度高、鑄造性好、耐磨且化學性質穩定;添加錫青銅CuSnlO之后,燒結時流動性和濕潤性都比較好,燒結后的強度和韌性要比不添加錫青銅CuSnlO時尚,使用壽命可以提尚10%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發明金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒在普通的碳化鎢硬質合金鉆齒剖視示意圖。
[0024]圖1中:1_金剛石涂層;2_燒結過渡層;3_普通球形鉆齒。
[0025]圖2為金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒壓制示意圖。
[0026]圖2中:1-模具上壓頭;2_模具模芯;3_球形鉆齒;4_金剛石混合粉;5_下壓頭。
[0027]圖3為實施例1中的復合鉆齒燒結曲線。

【具體實施方式】
[0028]本發明專利的實施需要以下設備:真空蒸發鍍膜機I臺、球磨機I臺和真空熱壓燒結爐I臺。其原理是利用真空微蒸發鍍膜機對金剛石進行鍍鈦,然后在真空熱壓燒結爐中將鍍鈦金剛石顆粒、胎體材料和基體球形鉆齒中壓燒結。
[0029]實施例1
[0030]滾壓破巖鉆齒涂層材料由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為40目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的25% ;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為12千克、Mn粉為8千克、Ni粉為8千克、CuSnlO粉為25千克、P粉為2千克和WC粉為45千克;Co粉、Mn粉、Ni粉、CuSnlO和P粉的粒度均為300目,WC粉的粒度為400目。
[0031]金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,包括如下步驟:
[0032](a)準備材料:球形鉆齒和所述滾壓破巖鉆齒涂層材料,將球形鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光。
[0033](?)金剛石真空蒸鍍鈦:將金剛石顆粒和用于蒸鍍的鈦原料置于真空微蒸發鍍膜機爐膛內,在7201:進行蒸鍍1.5匕得到鍍鈦金剛石顆粒。
[0034](0)混合粉制備,干燥及摻膠:將所述滾壓破巖鉆齒涂層材料中的粘結胎體材料裝入球磨,球磨時間為25小時,制得混合粉;然后將混合粉和鍍鈦后的金剛石顆粒放入干燥器中烘干,烘干后加入混合粉和鍍鈦金剛石顆粒總質量20被%的成型劑,成型劑為丁鈉橡膠在汽油中溶解配制成丁鈉橡膠質量分數為11被%的溶液,然后在混料機混合均勻,得到滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物。
[0035]((1)復合鉆齒壓制,干燥:將滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物裝入清洗后的石墨模芯中,用上壓頭將球形鉆齒和滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物壓實,放進干燥箱中干燥,干燥溫度為350。〇。
[0036](6)真空熱壓燒結:真空熱壓燒結分為低溫燒結階段、高溫燒結階段和冷卻階段(燒結曲線見圖3);在低溫燒結階段:在4分鐘內,溫度勻速上升到6201:,壓頭上壓力勻速上升到6礎,保溫保壓4分鐘;在高溫燒結階段:在3分鐘內,溫度勻速上升到11501壓頭上壓力勻速上升到13礎,保溫保壓3分鐘;在冷卻階段:在2.5分鐘內,壓頭上壓力勻速下降到6礎,降溫至6201,然后在空氣中自然冷卻,最后退模。
[0037]實施例2
[0038]滾壓破巖鉆齒涂層材料由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為35目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的22% ;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:(?粉為10千克、胞粉為7千克、附粉為10千克、。31110粉為25千克、?粉為2千克和呢粉為42千克。(?粉、胞粉、附粉、和?粉的粒度均為230目,I粉的粒度為460目。
[0039]金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,包括如下步驟:
[0040](^)準備材料:球形鉆齒和所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料,將球形鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光。
[0041](幻金剛石真空蒸鍍鈦:將金剛石顆粒和用于蒸鍍的鈦原料置于真空微蒸發鍍膜機爐膛內,在7001:進行蒸鍍1卜,得到鍍鈦金剛石顆粒。
[0042](0)混合粉制備,干燥及摻膠:將所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料中的粘結胎體材料裝入球磨,球磨時間為20小時,制得混合粉;然后將混合粉和鍍鈦后的金剛石顆粒放入干燥器中烘干,烘干后加入混合粉和鍍鈦金剛石顆粒總質量20被%的成型劑,成型劑為丁鈉橡膠在汽油中溶解配制成丁鈉橡膠質量分數為11被%的溶液,然后在混料機混合均勻,得到滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物。
[0043]((1)復合鉆齒壓制,干燥:將滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物裝入清洗后的石墨模芯中,用上壓頭將球形鉆齒和滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物壓實,放進干燥箱中干燥,干燥溫度為400。〇。
[0044](6)真空熱壓燒結:真空熱壓燒結分為低溫燒結階段、高溫燒結階段和冷卻階段;在低溫燒結階段:在3分鐘內,溫度勻速上升到6101,壓頭上壓力勻速上升到5礎,保溫保壓3分鐘;在高溫燒結階段:在2分鐘內,溫度勻速上升到11201,壓頭上壓力勻速上升到11礎,保溫保壓3分鐘;在冷卻階段:在2分鐘內,壓頭上壓力勻速下降到4礎,溫度勻速降到6001:,然后在空氣中自然冷卻,最后退模。
[0045]實施例3
[0046]滾壓破巖鉆齒涂層材料由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為50目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的23% ;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:(?粉為15重量份、III粉為10重量份、附粉為7重量份、01181110粉為20重量份、?粉為4重量份和呢粉為42重量份。(?粉、胞粉、附粉、。31110和?粉的粒度均為325目,10粉的粒度為325目。
[0047]金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,包括如下步驟:
[0048](^)準備材料:球形鉆齒和所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料,將球形鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光。
[0049](幻金剛石真空蒸鍍鈦:將金剛石顆粒和用于蒸鍍的鈦原料置于真空微蒸發鍍膜機爐膛內,在7501:進行蒸鍍2匕得到鍍鈦金剛石顆粒。
[0050](0)混合粉制備,干燥及摻膠:將所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料中的粘結胎體材料裝入球磨,球磨時間為30小時,制得混合粉;然后將混合粉和鍍鈦后的金剛石顆粒放入干燥器中烘干,烘干后加入混合粉和鍍鈦金剛石顆粒總質量20被%的成型劑,成型劑為丁鈉橡膠在汽油中溶解配制成丁鈉橡膠質量分數為11被%的溶液,然后在混料機混合均勻,得到滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物。
[0051]((1)復合鉆齒壓制,干燥:將滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物裝入清洗后的石墨模芯中,用上壓頭將球形鉆齒和滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物壓實,放進干燥箱中干燥干燥溫度為3701。
[0052](6)真空熱壓燒結:真空熱壓燒結分為低溫燒結階段、高溫燒結階段和冷卻階段;在低溫燒結階段:在4分鐘內,溫度勻速上升到6401,壓頭上壓力勻速上升到7礎,保溫保壓5分鐘;在高溫燒結階段:在4分鐘內,溫度勻速上升到11501,壓頭上壓力勻速上升到13礎,保溫保壓5分鐘;在冷卻階段:在4分鐘內,壓頭上壓力勻速下降到6礎,溫度勻速降到6201:,然后在空氣中自然冷卻,最后退模。
[0053]實施例1-3的滾壓破巖性能試驗
[0054]在直線滾刀破巖模擬試驗臺上針對實施例1制得的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒進行性能測試,并用于反井工地試驗。
[0055]在東北某供水工程的通風豎井直徑2.0%深度222.7%巖石超火山巖為主,巖石抗壓強度大部分超過2001?^采用鑲普通硬質合金鉆齒的滾刀和鑲有金剛石涂層鉆齒的配對使用,普通鉆齒在1600位置時鉆齒磨損進行了滾刀更換,而金剛石涂層鉆齒在整個鉆進過程中沒有更換;以單井鉆進為例:其使用壽命比普通鉆齒至少提高了 62.7%即其使用壽命要比普通硬質合金鉆齒壽命提高了 39%。八排齒的滾刀需要205個¢161^和31個¢18111111錐齒,總重約為15.5匕,其費用需要40(^15.5 = 6200元,鑲齒滾刀每把成本約22000元,而金剛石涂層鉆齒其成本比普通鉆齒成本約高50%,鑲金剛石涂層鉆齒的滾刀成本約為25000元,因此鉆齒壽命提高可以將滾刀的壽命成本比值提高22%。另外,破巖效率的提高及減少更換滾刀次數,提高鉆井效率,降低更換滾刀對施工人員的風險,其經濟和社會效果更加明顯。
[0056]另外,為了衡量實施例1-3中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒相互之間的性能優劣,進行了如下對比試驗:
[0057]在巖石硬度單軸抗壓強度為2001%,實施例1中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進2740,實施例2中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進2480,實施例3中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進2600。
[0058]在巖石硬度單軸抗壓強度為3001%,實施例1中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進139%實施例2中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進1200,實施例3中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進12%。
[0059]在石英質量分數為80%以上的花崗巖時,其抗壓強度更大,實施例1中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進1130,實施例2中金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進101111,實施例3中金剛石-碳化鶴硬質合金復合鉆齒能夠一次鉆進105111。
[0060]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明創造所作的舉例,而并非對本發明創造【具體實施方式】的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造權利要求的保護范圍之中。
【權利要求】
1.滾壓破巖鉆齒涂層材料,其特征在于,由金剛石和粘結胎體材料組成,所述金剛石的粒度為35-50目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的22-25% ;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為10?15重量份、Mn粉為7?10重量份、Ni粉為7?10重量份、CuSnlO粉為20?25重量份、P粉為2?4重量份和WC粉為42?47重量份。
2.根據權利要求1所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料,其特征在于,Co粉、Mn粉、Ni粉、CuSnlO和P粉的粒度均為230?325目。
3.根據權利要求1所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料,其特征在于,WC粉的粒度為325?460 目。
4.根據權利要求1-4任一所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料,其特征在于,所述金剛石的粒度為40目,并且所述金剛石的質量為所述粘結胎體材料質量的25% ;所述粘結胎體材料由如下重量份的組分組成:Co粉為12重量份、Mn粉為8重量份、Ni粉為8重量份、CuSnlO粉為25重量份、P粉為2重量份和WC粉為45重量份;Co粉、Mn粉、Ni粉、CuSnlO和P粉的粒度均為300目,WC粉的粒度為400目。
5.金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,包括如下步驟: (a)準備材料:球形鉆齒和權利要求1-4任一所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料; (b)金剛石真空蒸鍍鈦; (c)混合粉制備,干燥及摻膠; (d)復合鉆齒壓制,干燥; (e)真空熱壓燒結。
6.根據權利要求5所述的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,在步驟(a)中:將球形鉆齒球頭下的柱體面利用外圓磨磨光。
7.根據權利要求5所述的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,在步驟(b)中:將金剛石顆粒和用于蒸鍍的鈦原料置于真空微蒸發鍍膜機爐膛內,在700?750°C進行蒸鍍l_2h,得到鍍鈦金剛石顆粒。
8.根據權利要求7所述的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,在步驟(c)中:將權利要求1-4任一所述的滾壓破巖鉆齒涂層材料中的粘結胎體材料裝入球磨,球磨時間大于或等于20小時,制得混合粉;然后將混合粉和鍍鈦金剛石顆粒放入干燥器中烘干,烘干后加入混合粉和鍍鈦金剛石顆粒總質量20wt %的成型劑,成型劑為丁鈉橡膠在汽油中溶解配制成丁鈉橡膠質量分數為11被%的溶液,然后在混料機混合均勻,得到滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物。
9.根據權利要求8所述的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,在步驟(d)中:將滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物裝入清洗后的石墨模芯中,用上壓頭將球形鉆齒和滾壓破巖鉆齒燒結涂層混合物壓實,放進干燥箱中干燥,干燥溫度為350?400°C。
10.根據權利要求9所述的金剛石-碳化鎢硬質合金復合鉆齒制備工藝,其特征在于,步驟(e)中真空熱壓燒結分為低溫燒結階段、高溫燒結階段和冷卻階段;在低溫燒結階段:在3-4分鐘內,溫度勻速上升到610?640°C,壓頭上壓力勻速上升到5?7kN,保溫保壓3-5分鐘;在高溫燒結階段:在2-4分鐘內,溫度勻速上升到1120?1150°C,壓頭上壓力勻速上升到11?13kN,保溫保壓3-5分鐘;在冷卻階段:在2-4分鐘內,壓頭上壓力勻速下降 到4?6kN,溫度勻速降到600-620°C,然后在空氣中自然冷卻,最后退模。
【文檔編號】C22C32/00GK104498798SQ201410559699
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月18日 優先權日:2014年10月18日
【發明者】劉志強, 荊國業, 程守業, 李恩濤, 姜浩亮, 張廣宇, 孫建榮, 譚昊, 徐廣龍 申請人:北京中煤礦山工程有限公司
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