CN1317601A - 一种电镀弱包镶金刚石钻头及其制作工艺 - Google Patents

一种电镀弱包镶金刚石钻头及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电镀弱包镶金刚石钻头或工具及其制作工艺。所用的金刚石为JR4型、粒度为60/70－80/100目，设计的金刚石体积浓度为14%－22%；制作工艺为金刚石选料、金刚石颗粒化处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理六道工序。适于极坚硬地层的钻进，工作效率高，使用寿命长。

Description

一种电镀弱包镶金刚石钻头及其制作工艺
本发明涉及一种电镀弱包镶金刚石钻头或工具及其制作工艺。
由于电镀金刚石工具在国民经济建设各领域的应用范围越来越广泛，导致它们在切削或磨削过程中经常遇到切削或磨削工作时，效率十分低下或根本无法实现正常切削或磨削工作的情况。特别是对于电镀孕镶金刚石钻头在钻进极坚硬致密地层时，钻头普遍存在不进尺即通常所说的打滑现象，或者能进尺但钻头寿命极短，因而研制出适于极坚硬地层钻进用的电镀钻头，已成为钻探界要亟待解决的问题。
本发明的目的就是提供一种克服目前许多金刚石钻头和金刚石工具在使用过程中出现无法切削(磨削)工作或工作效率低下的一种电镀弱包镶金刚石钻头及其制作工艺，它可大幅度提高金刚石钻头和金刚石工具的工作效率。
本发明的技术方案是通过以下途径实现的，它选用的金刚石为JR4型、粒度为60/70-80/100目，设计的金刚石体积浓度为14％-22％。它采用：金刚石选料、金刚石颗粒化处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理等六道工序。
本发明适于极坚硬地层的钻进，工作效率高，使用寿命长。
下面详细描述本发明的技术方案。
本发明含基体和金刚石，所用的金刚石为JR4型、粒度为60/70-80/100目，设计的金刚石体积浓度为14％-22％。
制作工艺为：金刚石选料、金刚石颗粒化处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理六道工序，具体为：
1．金刚石选料：所用的金刚石为JR4型、粒度为60/70-80/100目，设计的金刚石体积浓度为14％-22％。
2．金刚石颗粒化处理为：利用制粒方法在金刚石表面裹上一层由粘结剂胶结的薄膜物质(活性炭或石墨粉混合物)，所用的胶结物用量与金刚石的重量比为1-4比1，其颗粒度为300目或更细。
3．电镀液配制：硫酸镍用量220-240g/l，硫酸钴用量5-15g/l，硼酸用量35-45g/l，氯化钠用量10-15g/l，糖精用量0.5-1.0g/l，十二烷基硫酸钠用量0.05-0.12g/l。
4．基体镀前处理包括以下几个方面：(1)机械处理：将粗糙表面整平，镀面全部圆弧过渡；(2)除油除锈：采用的处理液配方和工艺规范为：氢氧化钠10-15g/l，碳酸钠30-40g/l，磷酸钠10-15g/l，硅酸钠1-5g/l，先阴极处理3-5分钟，然后阳极处理2-4分钟，采用的平均电流密度为4-5A/dm2.(3)表面活化：采用的活化液配方和工艺规范为：浓度为40％的硫酸溶液，活化时间为2-3分钟，采用的电流密度为8-10A/dm2。
5．电镀操作过程为：将经过镀前处理的金刚石钻头基体带电入槽，用2-3A/dm2的电流进行冲击镀，时间为2-4分钟，然后用2.0-2.5A/dm2的电流进行空镀20分钟，空镀之后，开始上砂，即将经过颗粒化处理的金刚石均匀撒在金刚石钻头基体表面，上砂后经10分钟后，去掉多余的金刚石，再经过8小时后重新进行下一次上砂，依次重复上述过程，直到金刚石钻头达到设计的厚度为止，电镀过程中保证镀液温度维持在40℃±1。
6．镀后处理为：金刚石钻头电镀至设计厚度后，即可出槽，出槽用水冲洗干净，后将金刚石钻头放入烘箱内加热，温度控制在200-250℃，时间为2-3小时，以达到从镀层中去氢的效果。

Claims (8)

1．一种电镀弱包镶金刚石钻头，含基体和金刚石，其特征在于所用的金刚石为JR4型、粒度为60/70-80/100目，设计的金刚石体积浓度为14％-22％。
2．一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺为：金刚石选料、金刚石颗粒化处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理。
3．根据权利要求2所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的金刚石颗粒化处理为：利用制粒方法在金刚石表面裹上一层由粘结剂胶结的薄膜物质，所用的胶结物用量与金刚石的重量比为1-4比1，其颗粒度为300目或更细。
4．根据根据权利要求3所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的薄膜物质为活性炭或石墨粉混合物。
5．根据权利要求2所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的电镀液配制的具体配方为：硫酸镍用量220-240g/l，硫酸钴用量5-15g/l，硼酸用量35-45g/l，氯化钠用量10-15g/l，糖精用量0.5-1.0g/l，十二烷基硫酸钠用量0.05-0.12g/l。
6．根据权利要求2所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的基体镀前处理包括以下几个方面：(1)机械处理：将粗糙表面整平，镀面全部圆弧过渡；(2)除油除锈：采用的处理液配方和工艺规范为：氢氧化钠10-15g/l，碳酸钠30-40g/l，磷酸钠10-15g/l，硅酸钠1-5g/l，先阴极处理3-5分钟，然后阳极处理2-4分钟；采用的平均电流密度为4-5A/dm2.(3)表面活化：采用的活化液配方和工艺规范为：浓度为40％的硫酸溶液，活化时间为2-3分钟，采用的电流密度为8-10A/dm2。
7．根据权利要求2所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的电镀操作过程为：将经过镀前处理的金刚石钻头基体带电入槽，用2-3A/dm2的电流进行冲击镀，时间为2-4分钟，然后用2.0-2.5A/dm2的电流进行空镀20分钟，空镀之后，开始上砂，即将经过颗粒化处理的金刚石均匀撒在金刚石钻头基体表面，上砂后经10分钟后，去掉多余的金刚石，再经过8小时后重新进行下一次上砂，依次重复上述过程，直到金刚石钻头达到设计的厚度为止，电镀过程中保证镀液温度维持在40℃±1。
8．根据权利要求2所述的一种制作如权利要求1所述的电镀弱包镶金刚石钻头的工艺，其特征在于所述的镀后处理为：金刚石钻头电镀至设计厚度后，即可出槽，出槽用水冲洗干净，后将金刚石钻头放入烘箱内加热，温度控制在200-250℃，时间为2-3小时。
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Assignor: Yang Kaihua|Zhang Shaohe

Contract fulfillment period: 2008.11.1 to 2013.11.1 contract change

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