专利名称：低温电镀复合体金刚石钻头及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质钻探工具领域，确切地说是低温电镀复合体金刚石钻头及其制造工艺。本钻头既适用于钻进强、中、弱研磨地层，又适用于钻进完整及破碎等软硬不均地层，具有广谱钻头功能。
目前使用的金刚石钻头就其制造工艺来说大致分为两类一类是用粉末冶金法制造的，例如冷压浸渍法、热压烧结法、无压浸渍法与电火花烧结法等;另一类是用低温电镀法制造的。用粉末冶金法制造的金刚石钻头具有钻头尺寸精确与保径效果好等优点，但对各种不同地层的适应性较差，因其制造过程中金刚石受高温影响强度下降。低温电镀金刚石钻头因在制造过程中不受高温影响，金刚石强度不下降，且制造工艺简单，优点较多，但是存在着钻头尺寸不易控制、保径效果差以及钻头寿命较短等缺点，不能适应各类地层的钻进。
本发明的目的是提供一种低温电镀复合体金刚石钻头及其制造工艺，旨在克服上述不足，用本法制造的钻头能够广泛适应各类不同地层的钻进，小时效率高，保径效果好且工作寿命长。
本发明的目的是这样实现的如
图1所示，由低温电镀金刚石孕镶层(4)以及用粉末冶金法铸成的一圈具有聚晶(2)加强保径的碳化钨合金胎块(3)牢固结合制成低温电镀复合体金刚石钻头，先在钻头钢体(1)的端部用粉末冶金法(例如热压法)制成一圈具有聚晶(2)加强保径的尺寸精确的碳化钨合金胎块(3)，在碳化钨合金胎块(3)上用低温电镀法镀上多层硬度不同的金刚石孕镶层(4)，金刚石孕镶层(4)中均布金刚石(5);电镀前经二次硝酸活化处理碳化钨合金胎块(3)并用流动的洁净水反复刷洗，经换槽低温复合电镀即能制成多层硬度不同的金刚石孕镶层(4)，这种多层硬度不同的金刚石孕镶层(4)相邻两层之间的硬度差为HRC5～HRC15;具体工艺操作流程如下用粉末冶金法制成金刚石钻头半成品→常规镀前处理→一次硝酸浸蚀活化→流动水刷洗→二次硝酸浸蚀活化→流动水刷洗→蒸馏水冲洗→带电入槽→冲击镀→空镀，装内外成型模→多次换槽电镀→去氢处理→成品。
本发明的优点是1、金刚石孕镶层与碳化钨合金胎块结合牢固;
2、由于低温电镀不受高温影响，金刚石强度与耐磨性不降低;
3、由于复合电镀多层硬度不同的金刚石孕镶层，本钻头能够广泛适应各类地层的钻进，不易出现非正常磨损;
4、本钻头保径效果好，小时效率高且寿命长;
5、改进了制造工艺，提出镀前二次硝酸活化处理新工艺，但不需增加新设备且不致提高成本。
图1为低温电镀复合体金刚石钻头的示意图;图2为图1的侧视图。
1-钻头钢体，2-金刚石聚晶，3-碳化钨合金胎块，4-金刚石孕镶层，5-均布金刚石。
实施例根据钻头规格尺寸用45号钢管加工钢体毛坯，在此钢体(1)的端部用粉末冶金法制成一圈具有聚晶(2)加强保径的碳化钨合金胎块(3)，此胎块(3)的尺寸与钻头内、外径吻合，高度为10～12毫米，胎块(3)硬度为HRC40～HRC45，胎块(3)中镶有15～45粒保径金刚石聚晶(2)，按钻头螺纹标准加工连接螺纹，然后对内、外侧进行细加工即成复合体金刚石钻头半成品，此后按下列工艺流程进行复合体金刚石钻头半成品→常规镀前处理(包括盐酸除锈与化学除油垢等)→一次硝酸浸蚀活化(用68%分析纯硝酸，浸2分钟，上下提动4次)→流动水刷洗→二次硝酸浸蚀活化(浸蚀深度控制在2～3毫米，上下频繁提动)→流动水刷洗→蒸馏水冲洗→带电入槽→冲击镀→空镀，装内外成型模→多次换槽电镀→去氢处理→成品。
权利要求
1.一种低温电镀复合体金刚石钻头及其制造工艺，由金刚石孕镶层以及用粉末冶金法铸成的一圈具有聚晶加强保径的碳化钨合金胎块牢固结合制成，其特征在于a、在碳化钨合金胎块(3)上用低温电镀法镀上多层硬度不同的金刚石孕镶层(4)；b、电镀前经二次硝酸活化处理碳化钨合金胎块(3)并用流动的洁净水反复刷洗；c、工艺用粉末冶金法制成金刚石钻头半成品→常规镀前处理→一次硝酸浸蚀活化→流动水刷洗→二次硝酸浸蚀活化→流动水刷洗→蒸馏水冲洗→带电入槽→冲击镀→空镀，装内外成型模→多次换槽电镀→去氢处理→成品。
全文摘要
一种低温电镀复合体金刚石钻头及其制造工艺，属于地质、钻探工具领域。用本法生产的钻头，金刚石孕镶层与碳化钨合金胎块结合牢固；金刚石强度与耐磨性能高；由于复合电镀多层硬度不同的金刚石孕镶层，制成的钻头能够广泛适应各类地层的钻进，不易出现拉槽；钻头保径效果好。本法改进了制造工艺并提出镀前二次硝酸活化处理新工艺，无需增加设备且不提高成本，因此具有开发价值。
文档编号C25D15/00GK1066205SQ9110697
公开日1992年11月18日 申请日期1991年4月18日 优先权日1991年4月18日
发明者王士强, 阚全生 申请人:安徽省地质矿产局三二七地质队