专利名称：高耐磨金刚石复合截齿的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到煤矿及矿山开采设备领域，特指一种用于采煤机、掘进机等 设备的高耐磨金刚石复合截齿。
背景技术：
现有技术中，采煤、掘进截齿是大型采煤机和掘进机上的关键元件， 一般采用将硬 质合金截齿头与合金钢焊接(铜焊)在一起，其主要应用在煤田的采煤、巷道掘进等采 掘领域，随着资源需求的日趋增长，大型采掘机械的使用越来越广泛，因而对采掘截齿 的性能提出了更高的要求。
目前，采用的硬质合金截齿头虽然与钢材相比有较好的耐磨性能，但还是不能满足 使用寿命的要求，并且由于该种截齿寿命不佳，导致频繁的更换截齿，使得采掘机械的 效率不能得到充分发挥。同时，由于截齿柄由合金钢等材料制备而成，从而使截齿柄极 不耐磨，使硬质合金截齿头过早的脱落，导致整个截齿提前损毁失效，传统上采用对截 齿柄进行热处理或在截齿柄表面堆焊一层耐磨焊条来增加耐磨性，以达到保径目的，效 果不明显。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新型 提供一种结构简单紧凑、增强截齿柄和截齿头的耐磨性、从而延长截齿的整体使用寿命、 提高采掘机械效率的高耐磨金刚石复合截齿。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的解决方案为 一种高耐磨金刚石复合截齿， 它包括截齿柄以及连接于截齿柄端部的截齿头，其特征在于所述截齿头包括硬质合金 基体和复合于硬质合金基体端部上的金刚石聚晶层。
所述硬质合金基体端部与金刚石聚晶层的连接面上设有一个或一个以上的凸起部。
所述截齿柄与截齿头连接端的外表面上镀覆有电镀金刚石层。
所述电镀金刚石层包裹于截齿柄整外圆周上或呈两根或两根以上的肋条状包裹于截 齿柄外圆周上。
所述金刚石聚晶层的成分按重量百分比为金刚石80% 82%，硅6% 7%，钴12% 13%。
所述截齿头与截齿柄的连接方式为银钎焊、或铜钎焊、或冷压过盈压入、或热压过 盈压入。
与现有技术相比，本实用新型的优点就在于
1、 本实用新型的金刚石复合截齿头有着极高的耐磨性，它的磨耗比接近于10万， 是硬质合金的几千倍，因而保证了截齿头具有了极高的寿命；
2、 本实用新型中金刚石层具有很好的耐磨性，在截齿柄与硬质合金截齿头连接部位 的表面常温电镀了一层金刚石，大大增强了该部位的耐磨性，保证了使用过程中该部位 的径向稳定性，使金刚石复合截齿头能正常的消耗完；
3、 本实用新型由于金刚石电镀是在常温下进行，不会对金刚石复合截齿头和截齿柄 造成热损伤，保持了原有的性能；因此，金刚石复合截齿的使用寿命能提高10 20倍。
4、 本实用新型由于单个截齿寿命的大大提高，使得采用金刚石复合截齿的采掘机械 在使用过程中更换截齿的频率大大降低，从而大幅提高采掘效率。
5、 本实用新型基于截齿使用寿命的提高和采掘效率的提升，从而使采掘成本大幅度 降低。
图1是本实用新型焊接完好的截齿主视结构示意图
图2是本实用新型实施例2的主视结构示意图3是本实用新型实施例2的侧视结构示意图4是本实用新型实施例3的主视结构示意图5是本实用新型实施例3的侧视结构示意图6是本实用新型中截齿头中硬质合金基体的结构示意图。
图例说明
1、截齿柄 2、截齿头
3、电镀金刚石层 4、硬质合金基体
5、金刚石聚晶层 6、凸起部
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
实施例1:如图1所示，本实用新型的高耐磨金刚石复合截齿，它包括截齿柄1以及
连接于截齿柄1端部的PDC截齿头2，该PDC截齿头2包括硬质合金基体4和复合于硬质合金基体4端部上的金刚石聚晶层5。其中，金刚石聚晶层5的成分按重量百分比为 金刚石80% 82%，硅6% 7%，钴12% 13%。参见图6所示，在较佳实施例中，硬质 合金基体4端部与金刚石聚晶层5的连接面上设有一个或一个以上的凸起部6，这些均匀 分布的凸起部6，其高度为0.3 0.8mm，直径为0.8 1.5mm，凸起部6与邻面由圆弧过 渡。凸起部6在界面上的均匀分布，提高了硬质合金基体4与金刚石聚晶层5的接触面 积，从而有效增强了金刚石聚晶层5与硬质合金基体4的结合强度，提高产品的抗冲击 能力，延长其使用寿命。在截齿头2加工时，先将金刚石和金属粉料按一定比例混合、 搅拌形成金刚石混料，对硬质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层后形成硬 质合金基体4，然后把金刚石混料装入一碳管中，预压成型，装入硬质合金基体4，进行 真空净化处理；接下来将真空净化处理后的碳管放入叶腊石中，并在碳管的两端与叶腊 石之间设置导电钢圈、钛圆和碳片，形成合成块；最后在合成块中导电钢圈两端通入电 流，以碳管作为加热器，在合成过程中通入电流从而发热，加热时间为50 200秒，合 成压力为80 105 Map，合成温度为1500 1600°C，在合成过程中要保证六个合金顶缍 同时从前、后、左、右、上、下六个方向对合成块进行加压，利用国产六面顶压机即可 做到。
实施例2:如图2和图3所示，本实用新型的高耐磨金刚石复合截齿，它包括截齿 柄1以及连接于截齿柄1端部的PDC截齿头2，该PDC截齿头2包括硬质合金基体4和 复合于硬质合金基体4端部上的金刚石聚晶层5。本实施例中，进一步于截齿柄1与PDC 截齿头2连接端的外表面上设有电镀金刚石层3，电镀金刚石层3包裹于截齿柄1外圆周 上。PDC截齿头2采用银钎焊、或铜钎焊、或冷压过盈压入、或热压过盈压入法连接在 截齿柄1上，截齿柄1的电镀金刚石层3通过常规电镀金刚石处理，电镀金刚石采用的 品级是MBD6、粒度为70/80 : 80/100按2 : 1的比例投料，电镀金刚石层3的厚度为 0.6mm，电镀金刚石层3的轴向长度比焊接孔长10mm。在实际过程中，要根据PDC截 齿头2的耐磨性能选择合适的金刚石配比， 一般是随PDC截齿头2的磨耗比的增加而选 择耐磨性强的金刚石配比。其中，PDC截齿头2上金刚石聚晶层5的成分按重量百分比 为金刚石80% 82%,硅6% 7%，钴12% 13%。参见图6所示，在较佳实施例中， 硬质'合金基体4端部与金刚石聚晶层5的连接面上设有一个或一个以上的凸起部6，这些 均匀分布的凸起部6，其高度为0.3 0.8mm，直径为0.8 1.5mm，凸起部6与邻面由圆 弧过渡。凸起部6在界面上的均匀分布，提高了硬质合金基体4与金刚石聚晶层5的接 触面积，从而有效增强了金刚石聚晶层5与硬质合金基体4的结合强度，提高产品的抗冲击能力，延长其使用寿命。在PDC截齿头2加工时，先将金刚石和金属粉料按一定比 例混合、搅拌形成金刚石混料，对硬质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层 后形成硬质合金基体4，然后把金刚石混料装入一碳管中，预压成型，装入硬质合金基体 4，进行真空净化处理；接下来将真空净化处理后的碳管放入叶腊石中，并在碳管的两端 与叶腊石之间设置导电钢圈、钛圆和碳片，形成合成块；最后在合成块中导电钢圈两端 通入电流，以碳管作为加热器，在合成过程中通入电流从而发热，加热时间为50 200 秒，合成压力为80 105 Map，合成温度为1500 1600°C，在合成过程中要保证六个合 金顶锤同时从前、后、左、右、上、下六个方向对合成块进行加压，利用国产六面顶压 机即可做到。
实施例3:如图4和图5所示，本实用新型的高耐磨金刚石复合截齿，它包括截齿 柄1以及连接于截齿柄1端部的PDC截齿头2，该截齿头2包括硬质合金基体4和固定 于硬质合金基体4端部上的金刚石聚晶层5。本实施例中，进一步于截齿柄1与PDC截 齿头2连接端的外表面上设有电镀金刚石层3，电镀金刚石层3呈两根或两根以上的肋条 状包裹于截齿柄1整外圆周上。PDC截齿头2采用银钎焊、或铜钎焊、或冷压过盈压入、 或热压过盈压入法连接在截齿柄1上，截齿柄1的电镀金刚石层3通过常规电镀金刚石 处理，电镀金刚石采用的品级是MBD6、粒度为70/80 : 80/100按2 : 1的比例投料，电 镀金刚石层3的厚度为0.6mm，电镀金刚石层3的轴向长度比焊接孔长10 mm。其中， PDC截齿头2上金刚石聚晶层5的成分按重量百分比为金刚石80% 82%,硅6% 7%， 钴12% 13%。参见图6所示，在较佳实施例中，硬质合金基体4端部与金刚石聚晶层5 的连接面上设有一个或一个以上的凸起部6，这些均匀分布的凸起部6，其高度为0.3 0.8mm，直径为0.8 1.5mm，凸起部6与邻面由圆弧过渡。凸起部6在界面上的均匀分 布，提高了硬质合金基体4与金刚石聚晶层5的接触面积，从而有效增强了金刚石聚晶 层5与硬质合金基体4的结合强度，提高产品的抗冲击能力，延长其使用寿命。在PDC 截齿头2加工时，先将金刚石和金属粉料按一定比例混合、搅拌形成金刚石混料，对硬 质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层后形成硬质合金基体4，然后把金刚石 混料装入一碳管中，预压成型，装入硬质合金基体4，进行真空净化处理；接下来将真空 净化处理后的碳管放入叶腊石中，并在碳管的两端与叶腊石之间设置导电钢圈、钛圆和 碳片，形成合成块；最后在合成块中导电钢圈两端通入电流，以碳管作为加热器，在合 成过程中通入电流从而发热，加热时间为50 200秒，合成压力为80 105 Map，合成 温度为1500 1600°C,在合成过程中要保证六个合金顶锤同时从前、后、左、右、上、下六个方向对合成块进行加压，利用国产六面顶压机即可做到<
权利要求1、一种高耐磨金刚石复合截齿，它包括截齿柄(1)以及连接于截齿柄(1)端部的截齿头(2)，其特征在于所述截齿头(2)包括硬质合金基体(4)和复合于硬质合金基体(4)端部上的金刚石聚晶层(5)。
2、 根据权利要求l所述的高耐磨金刚石复合截齿，其特征在于所述硬质合金基体 (4)端部与金刚石聚晶层(5)的连接面上设有一个或一个以上的凸起部(6)。
3、 根据权利要求1或2所述的高耐磨金刚石复合截齿，其特征在于所述截齿柄(l) 与截齿头(2)连接端的外表面上镀覆有电镀金刚石层(3)。
4、 根据权利要求3所述的高耐磨金刚石复合截齿，其特征在于所述电镀金刚石层 (3)包裹于截齿柄(1)整外圆周上或呈两根或两根以上的肋条状包裹于截齿柄(1)外圆周上。
5、 根据权利要求1或2所述的高耐磨金刚石复合截齿，其特征在于所述截齿头(2) 与截齿柄(1)的连接方式为银钎焊、或铜钎焊、或冷压过盈压入、或热压过盈压入。
6、 根据权利要求4所述的高耐磨金刚石复合截齿，其特征在于所述截齿头(2) 与截齿柄(1)的连接方式为银钎焊、或铜钎焊、或冷压过盈压入、或热压过盈压入。
专利摘要本实用新型公开了一种高耐磨金刚石复合截齿，它包括截齿柄以及连接于截齿柄端部的截齿头，所述截齿头包括硬质合金基体和复合于硬质合金基体端部上的金刚石聚晶层。本实用新型是一种结构简单紧凑、增强截齿柄和截齿头的耐磨性、从而延长截齿的整体使用寿命、提高采掘机械效率的高耐磨金刚石复合截齿。
文档编号E21C35/00GK201221360SQ20082005268
公开日2009年4月15日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者周志平, 杨世珍, 蒋诗军 申请人:湖南飞瑞复合材料有限责任公司