W及胎体的成型性。 当铜粉含量低于45份时，胎体对金刚石的包镶能力弱，且胎体的成型性较差；当铜粉含量增 加至45~55份时，胎体对金刚石的包镶能力增强，胎体的成型性也得到显著提升，尤其是铜 粉含量为48~52份时，胎体对金刚石呈现出强的包镶能力，胎体也维持了较好的成型性;而 当铜粉含量继续增加时，胎体对金刚石的包镶能力减弱，胎体的成型性也变得较差。
[0043] 实施例7
[0044] 参照实施例1，设计7组平行试验，其中纯Co粉的含量分别为15份、20份、24份、25 份、27份、30份和35份，其余组分含量不变。
[0045] 制备方法与实施例1相同。所得孕镶金刚石钻头的性能如表2。
[0046]表2 Co粉含量对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0048] 由表2可知，胎体中钻粉的含量影响胎体对金刚石的包镶能力W及制得的孕镶金 刚石钻头的抗弯强度。当钻粉含量低于20份时，胎体对金刚石的包镶能力弱，且孕镶金刚石 钻头的抗弯强度低；当钻粉含量增加至20~30份时，胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金 刚石钻头的抗弯强度均得到显著提升，尤其是钻粉含量为24~27份时，胎体对金刚石呈现 出强的包镶能力，同时孕镶金刚石钻头的抗弯强度高;而当钻粉含量继续增加时，胎体对金 刚石的包镶能力减弱，孕镶金刚石钻头的抗弯强度也降至较低。
[0049] 实施例8
[0050] 参照实施例1，设计7组平行试验，其中纯Sn粉的含量分别为10份、12份、14份、15 份、16份、18份和20份，其余组分含量不变。
[0051 ]制备方法与实施例1相同。所得孕镶金刚石钻头的性能如表3。
[0052]表3 Sn粉含量对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0054]由表3可知，胎体中锡粉的含量影响胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻 头的初性。当锡粉含量低于12份时，胎体对金刚石的包镶能力弱，且孕镶金刚石钻头的初性 差；当锡粉含量增加至12~18份时，胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻头的初性 均得到显著提升，尤其是锡粉含量为14~16份时，胎体对金刚石呈现出强的包镶能力，同时 孕镶金刚石钻头的初性好;而当锡粉含量继续增加时，胎体对金刚石的包镶能力减弱，且孕 镶金刚石钻头的初性也变得较差。
[0化5] 实施例9
[0056] 参照实施例1，设计7组平行试验，其中纯Ti粉的含量分别为2份、3份、4份、5份、6 份、8份和10份，其余组分含量不变。
[0057] 制备方法与实施例1相同。所得孕镶金刚石钻头的性能如表4。
[005引表4 Ti粉含量对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0060]由表4可知，胎体中铁粉的含量影响胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻 头的初性。当铁粉含量为3~8份时，胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻头的初性 均得到显著提升，尤其是锡粉含量为4~6份时，胎体对金刚石的包镶能力强，同时孕镶金刚 石钻头的初性好。
[OOW] 实施例10
[0062] 参照实施例1，设计7组平行试验，其中纯Cr粉的含量分别为2份、3份、4份、5份、6 份、8份和10份，其余组分含量不变。
[0063] 制备方法与实施例1相同。所得孕镶金刚石钻头的性能如表5。
[0064] 表5化粉含量对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0066] 由表5可知，胎体中铭粉的含量影响胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻 头的初性。当铭粉含量为3~8份时，胎体对金刚石的包镶能力W及孕镶金刚石钻头的初性 均得到显著提升，尤其是铭粉含量为4~6份时，胎体对金刚石的包镶能力强，同时孕镶金刚 石钻头的初性好。
[0067] 实施例11
[0068] 参照实施例1的制备方法，进行5组平行实验，其中，分别控制烧结溫度为64(TC、 660°C、680°C、700°C和720°C，制得的孕镶金刚石钻头的性能如表6。
[0069] 表6烧结溫度对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0071]由表6可知，当烧结溫度低于660°C时，胎体的成型性差，且制得的孕镶金刚石钻头 的工作寿命短；当烧结溫度升高至660~70(TC时，胎体的成型性较好，制得的孕镶金刚石的 工作寿命长;而当烧结溫度继续升高时，胎体的成型性变的较差，制得的孕镶金刚石的工作 寿命缩短。
[0072] 实施例12
[0073] 参照实施例1制备方法，进行5平行实验，其中，分别控制烧结压强为14.5MPa、 14.6MPa、14.7MPa、14.8M化和14.9MPa，制得的孕镶金刚石钻头的性能如表7。
[0074] 表7烧结压强对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0076] 由表7可知，当烧结压强低于14.6M化时，胎体的成型性较差，且制得的孕镶金刚石 钻头的工作寿命短；当烧结压强升高至14.6~14. SMPa时，胎体的成型性好，制得的孕镶金 刚石的工作寿命也较长;而当烧结压强继续升高时，胎体的成型性变得较差，制得的孕镶金 刚石的工作寿命开始缩短。
[0077] 实施例13
[0078] 参照实施例1的制备方法，进行6组平行实验，其中，分别控制保溫时间为1.6min、 1.8111；[]1、2111；[]1、2.2111；[]1、2.4111；[]1和2.6111；[]1，制得的孕镶金刚石钻头的性能如表8。
[0079] 表8保溫时间对孕镶金刚石钻头的性能影响
[0082]由表8可知，当保溫时间低于1. Smin时，胎体的成型性较差，且制得的孕镶金刚石 钻头的工作寿命短；当保溫时间加长至1.8~2.4min时，胎体的成型性好，制得的孕镶金刚 石的工作寿命长;而当保溫时间继续加长时，胎体的成型性变差，制得的孕镶金刚石的工作 寿命缩短。
【主权项】
1. 一种高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，按重量份数包括如下原料:纯Cu粉45 ~55份，纯Co粉20~30份，纯Sn粉12~18份，纯Ti粉3~8份，纯Cr粉3~8份。2. 根据权利要求1所述的高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，所述纯Cu粉为48~ 52份。3. 根据权利要求1所述的高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，所述纯Co粉为24~ 27份。4. 根据权利要求1所述的高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，所述纯Sn粉为14~ 16份。5. 根据权利要求1所述的高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，所述纯Ti粉为4~6 份。6. 根据权利要求1所述的高性能孕镶金刚石钻头胎体，其特征在于，所述纯Cr粉为4~6 份。7. -种包含权利要求1所述胎体的高性能孕镶金刚石钻头的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤： (1) 按重量份数配制胎体，将浓度为75%的金刚石与胎体混合、装入石墨模具中热压烧 结，当混合料接近塑性状态时加压成型，烧结制成金刚石烧结体，其中，烧结温度为660~ 700°C，烧结压强为14.6~14.8MPa; (2) 将金刚石烧结体保温1.8~2.4min后，冷却至室温； (3) 待金刚石烧结体冷却后，将其钎焊固定在金属基体上制成金刚石钻头。
【专利摘要】本发明公开一种高性能孕镶金刚石钻头胎体及钻头的制备方法，该胎体按重量份数包括如下原料：纯Cu粉45～55份，纯Co粉20～30份，纯Sn粉12～18份，纯Ti粉3～8份，纯Cr粉3～8份。本发明提供的胎体能够与金刚石紧密结合，对金刚石有较好的粘结性能，而且胎体的磨损特性较好。本发明的包含该胎体的高性能孕镶金刚石钻头的制备方法包括配置胎体、与金刚石混合、热压烧结、保温、冷却、钎焊，制得的孕镶金刚石钻头具备较好的耐磨性，加工质量高，加工结构陶瓷的工作寿命可达到2200mm以上。
【IPC分类】C22C30/02, C22C9/06, C22C30/04, E21B10/46, B22F1/00, B22F5/00, B22F3/14
【公开号】CN105604490
【申请号】CN201610130899
【发明人】高超, 吴国荣, 王生
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月8日