一种具有金刚石复合片的钻头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种钻头，尤其是一种具有金刚石复合片的钻头。
【背景技术】
[0002] 金刚石复合片PDC任olycrystallineDiamondCompact),其上部为聚晶金刚石薄 层，下部为碳化鹤硬质合金基底，金刚石复合片（roc)工具在地质勘探、石油钻井、机械加 工等行业应用非常广泛。
[0003] 具有金刚石复合片的钻头存在的技术问题是；第一散热效果不理想，第二金刚石 复合片与钢钻头基体（钻头体）之间多采用粘合剂粘结或氧气与己诀火焰高温焊接。使用 过程中金刚石复合片易产生"脱片"现象，"脱片"是具有金刚石复合片的钻头的主要失效形 式，其原因是由于焊接不牢或粘接不牢而引起的。
[0004] 由于存在该样的问题，所W有必要对现有的具有金刚石复合片的钻头进行改进。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种具有自散热性能的具有 金刚石复合片的钻头。
[0007] 本发明所设计的一种具有金刚石复合片的钻头，包括钻头基体和金刚石复合片， 所述金刚石复合片焊接在钻头基体上，钻头基体的工作端沿圆周方向一体设置有若干支撑 体，支撑体上设置有凹槽，凹槽内设有所述金刚石复合片，所述金刚石复合片高于支撑体顶 部;所述钻头基体内具有若干第一热管，所述第一热管数量与支撑体相同且位置 与支撑体相对应；所述第一热管顶部伸入所述支撑体；在钻头基体中屯、处设有第二热管； 所述第二热管下端粗于其上端；第一热管和第二热管靠近工作端的一端为蒸发段、另一端 为冷凝段；在第一热管和第二热管的管壁上设有吸液巧，在第一热管和第二热管注入有工 质并被端盖密封；在吸液巧的作用下工质进入到蒸发段，具有金刚石复合片的钻头使用时， 靠近工作端的工质温度升高汽化，在压差作用下汽化的工质流向热管的冷凝段，在冷凝段 凝结成液体并向外界释放出热量，该些位于冷凝段的液体工质在吸液巧毛细抽吸力的作用 下返回到蒸发段，并再次受热汽化，如此反复循环W实现具有金刚石复合片的钻头的降温。
[0008] 本发明所设计的具有金刚石复合片的钻头，它的有益效果是；钻头寿命长；W金 刚石复合片为主切削齿，复合片的耐磨性能是硬质合金的20-40倍W上，使用寿命是普通 钻头的3-5倍W上。本发明中，第一热管和第二热管具有循环散热的特性，可W通过工质汽 液两态的转化，将钻头工作端产生的高温释放至末端，反复循环W实现具有金刚石复合片 的钻头的降温；第一热管与支撑体相对应且顶部伸入所述支撑体，在支撑体处产生的高温 更容易被散出，而第一热管顶部伸入所述支撑体使得第一热管更接近工作点W提高散热效 果；而位于中部的第二热管则对支撑体之间的中屯、区域进行散热，降低工作面的温度，并且 第二热管下端粗于其上端使其冷凝段相对更大，而蒸发段相对更小，该样的结构便于工质 在冷凝段的冷凝，也使得工质在蒸发段汽化后更易负压，提高循环散热效果。该种钻头利用 如下原理散热：在吸液巧的作用下工质进入到蒸发段，具有金刚石复合片的钻头使用时，靠 近工作端的工质温度升高汽化，在压差作用下汽化的工质流向热管的冷凝段，在冷凝段凝 结成液体并向外界释放出热量，该些位于冷凝段的液体工质在吸液巧毛细抽吸力的作用下 返回到蒸发段，并再次受热汽化，如此反复循环W实现具有金刚石复合片的钻头的降温，散 热效果更好。
[0009] 本发明进一步的方案是；所述钻头基体由钻、铁、镶、鹤、铜、锡、化-Re合金、YG8、 Mn组成，各组份的重量份为：钻30份、铁5份、镶2份、鹤2份、铜11份、锡1份、化-Re 合金32份、YG8 12份、Mn2份。其中：化-Re合金为铜基稀±合金，YG8是鹤钻类材料。耐 磨性良好，使用强度和冲击初性优于YG6,都可从姜堪市维德金属制品厂采购。
[0010] 本发明再进一步的方案是；金刚石复合片焊接在钻头基体上的步骤如下： 采用体积浓度为99. 5%的无水己醇对金刚石复合片W及钻头基体的焊接面进行清洗； 在钻头基体焊接面上、W及金刚石复合片焊接面上涂抹铜纤焊烙剂，并后将它们置 于充满氣气的加热室内升温，加热室内气压保持在0.5个标准大气压，将钻头基体加热到 650-652 °C，并静置5-10秒钟； 将加热后的钻头基体及金刚石复合片置于高频感应加热焊室内，焊室内温度控制在 660-670°C，将铜纤焊料和铜纤焊烙剂加在已处理的金刚石复合片与钻头基体焊接面之间， 并采用氧气-己诀火焰加热焊接，焊接温度为670°C。
[0011] 采用铜纤焊料进行金刚石复合片的焊接，铜纤焊料具有优异的纤焊工艺性和润湿 性，界面冶金结合致密，焊后表面光滑，焊接牢固，可有效解决现有技术中脱片的问题，脱片 率可下降15%，延长钻头的使用寿命。
[0012] 本发明再进一步的方案是；所述铜纤焊料为化e-Sne或化3-Sn。
[0013] 本发明所设计的具有金刚石复合片的钻头特别适合于地质勘探。
[0014]
【附图说明】
[0015] 图1是实施例1具有金刚石复合片的钻头的外观示意图； 图2是实施例1具有金刚石复合片的钻头的纵剖图； 图3是实施例5具有金刚石复合片的钻头的纵剖图； 图中；钻头基体1、金刚石复合片2、支撑体3、凹槽4、第一热管5、第二热管6、蒸发段7、 冷凝段8、端盖10、吸液巧9、工质11。
[0016]
【具体实施方式】
[0017] 下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
[001引 实施例1 : 如图1、2所示，本实施例所描述的具有金刚石复合片的钻头，包括钻头基体1和金刚石 复合片2,所述金刚石复合片2焊接设日采用银纤焊)在钻头基体1上，钻头基体1的工作端 沿圆周方向一体设置有若干支撑体3,支撑体3上设置有凹槽4,凹槽4内设有所述金刚石 复合片2,所述金刚石复合片2高于支撑体3顶部1mm;所述钻头基体1内具有若干第一热 管5,所述第一热管5数量与支撑体3相同且位置与支撑体3相对应；所述第一热管5顶部 伸入所述支撑体3 ;在钻头基体1中屯、处设有第二热管6 ;所述第二热管6下端粗于其上端； 第一热管5和第二热管6靠近工作端的一端为蒸发段7、另一端为冷凝段8 ;在第一热管5 和第二热管6的管壁上设有吸液巧9,在第一热管5和第二热管6注入有工质11并被端盖 10密封；在吸液巧9的作用下工质11进入到蒸发段7,具有金刚石复合片的钻头使用时，靠 近工作端的工质11温度升高汽化，在压差作用下汽化的工质11流向热管的冷凝段8,在冷 凝段8凝结成液体并向外界释放出热量，该些位于冷凝段8的液体工质11在吸液巧9毛细 抽吸力的作用下返回到蒸发段7,并再次受热汽化，如此反复循环W实现具有金刚石复合片 的钻头的降温。
[0019] 本实施例所描述的具有金刚石复合片的钻头，它的有益效果是；钻头寿命长；W 金刚石复合片为主切削齿，复合片的耐磨性能是硬质合金的20-40倍W上，使用寿命是普 通钻头的3-5倍W上。本发明中，第一热管5和第二热管6具有循环散热的特性，可W通过 工质11汽液两态的转化，将钻头工作端产生的高温释放至末端，反复循环W实现具有金刚 石复合片的钻头的降温；第一热管5与支撑体3相对应且顶部伸入所述支撑体3,在支撑体 3处产生的高温更容易被散出，而第一热管5顶部伸入所述支撑体3使得第一热管5更接近 工作点W提高散热效果；而位于中部的第二热管6则对支撑体3之间的中屯、区域进行散热， 降低工作面的温度，并且第二热管6下端粗于其上端使其冷凝段8相对更大，而蒸发段7相 对更小，该样的结构便于工质11在冷凝段8的冷凝，也使得工质11在蒸发段7汽化后更易 负压，提高循环散热效果。该种钻头利用如下原理散热：在吸液巧9的作用下工质11进入 到蒸发段7,具有金刚石复合片的钻头使用时，靠近工作端的工质11温度升高汽化，在压差 作用下汽化的工质11流向热管的冷凝段8,在冷凝段8凝结成液体并向外界释放出热量，该 些位于冷凝段8的液体工质11在吸液巧9毛细抽吸力的作用下返回到蒸发段7,并再次受 热汽化，如此反复循环W实现具有金刚石复合片的钻头的降温，散热效果更好。
[0020] 实施例2 ; 本实施例所描述的具有金刚石复合片的钻头，与实施例1不同的是；所述钻头基体1由 钻、铁、镶、鹤、铜、锡、化-Re合金、YG8、Mn组成，各组份的重量份为；钻30份、铁5份、镶2 份、鹤2份、铜11份、锡1份、化-Re合金32份、YG8 12份、Mn2份。
[0021] 所述钻头基体1性能如下表
由此可知，本实施例所描述的具有金刚石复合片的钻头，在抗弯强度、冲击初性和硬度 与同类产品相比具有明显的优势，可有提高使用寿命。
[002引 实施例3 ; 本实施例所描述的具有金刚石复合片的钻头，与实施例1不同的是；金刚石复合片2焊 接在钻头基体1上的步骤如下： 采用体积浓度为99. 5%的无水己醇对金刚石复合片2W及钻头基体1的焊接面进行清 洗； 在钻头基体1焊接面上、W及金刚石复合片2焊接面上涂抹铜纤焊烙剂，并后将它们置 于充满氣气的加热室内升温，加热室