提高熱壓燒結金剛石鉆頭品質的生產方法
熱壓燒結金剛石鉆頭問世要早于電鍍金剛石鉆頭,早期在電鍍技術還不成熟的期間,由于其能夠切削巖層完成鉆探任務唄廣泛應用。在上世紀90年代之后電鍍鉆頭的出現徹底改變了鉆探從業者對于鉆頭產品的認識,并且隨著電鍍技術的不斷改進完善,現在的電鍍金剛石鉆頭不僅在進尺效率方面要遠遠高于熱壓燒結型鉆頭,并且耐磨性能與之媲美,但是在價格方面電鍍鉆頭優勢明顯,因此電鍍鉆頭已經在逐步取代熱壓燒結鉆頭。
但是在某些特殊鉆探作業中,熱壓鉆頭還是有存在價值的。比如鉆進鋼筋混凝土類的地層,熱壓燒結鉆頭有一定的優勢。為了能夠使得熱壓鉆頭的耐磨性能以及穩定性更加完善,應該采取改變生產工藝和生產設備的方法來提高熱壓燒結金剛石鉆頭的品質。
熱壓燒結金剛石鉆頭生產工藝的改善
目前國內主要采取以下兩種工藝生產熱壓鉆頭:
工藝流程一:各種金屬粉末(不還原)→混料→冷壓成型→還原爐還原→呼吸式(充氮/真空)熱壓燒結機燒結
工藝流程二:各種金屬粉末(不還原)→混料→造?!€原爐還原→裝?!粑剑ǔ涞?真空)熱壓燒結機燒結
以上工藝的優點只是把粉末的前還原改為了后還原,但是性質發生了變化。在還原爐中,我們建議還原溫度在600℃到650℃,屬于高溫還原。冷壓成型的胚體,或者造粒的粉末在還原爐中,經歷了300~400℃脫膠,400~500℃還原,此時雞蛋殼已經沒了,蛋殼已經變成了納米級的單質金屬顆粒,此時我們繼續提高溫度到650℃,賦予這些單質金屬更高的活性,在原子層面上,金屬元素的電子開始逃逸,與其他單質金屬開始形成合金,從而得到一個穩定致密的合金保護層。
經過上述還原爐處理的胚體強度已經有所增加,抗氧化能力大大提高,在生產流轉中雖有時間先后的差異,但二次氧化對這些胚體是微乎其微的,可以忽略不計。