提高熱壓燒結(jié)金剛石鉆頭品質(zhì)的生產(chǎn)方法
熱壓燒結(jié)金剛石鉆頭問世要早于電鍍金剛石鉆頭,早期在電鍍技術(shù)還不成熟的期間,由于其能夠切削巖層完成鉆探任務(wù)唄廣泛應(yīng)用。在上世紀(jì)90年代之后電鍍鉆頭的出現(xiàn)徹底改變了鉆探從業(yè)者對(duì)于鉆頭產(chǎn)品的認(rèn)識(shí),并且隨著電鍍技術(shù)的不斷改進(jìn)完善,現(xiàn)在的電鍍金剛石鉆頭不僅在進(jìn)尺效率方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱壓燒結(jié)型鉆頭,并且耐磨性能與之媲美,但是在價(jià)格方面電鍍鉆頭優(yōu)勢(shì)明顯,因此電鍍鉆頭已經(jīng)在逐步取代熱壓燒結(jié)鉆頭。
但是在某些特殊鉆探作業(yè)中,熱壓鉆頭還是有存在價(jià)值的。比如鉆進(jìn)鋼筋混凝土類的地層,熱壓燒結(jié)鉆頭有一定的優(yōu)勢(shì)。為了能夠使得熱壓鉆頭的耐磨性能以及穩(wěn)定性更加完善,應(yīng)該采取改變生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的方法來(lái)提高熱壓燒結(jié)金剛石鉆頭的品質(zhì)。
熱壓燒結(jié)金剛石鉆頭生產(chǎn)工藝的改善
目前國(guó)內(nèi)主要采取以下兩種工藝生產(chǎn)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(jié)機(jī)燒結(jié)
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(jié)機(jī)燒結(jié)
以上工藝的優(yōu)點(diǎn)只是把粉末的前還原改為了后還原,但是性質(zhì)發(fā)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(jīng)歷了300~400℃脫膠,400~500℃還原,此時(shí)雞蛋殼已經(jīng)沒了,蛋殼已經(jīng)變成了納米級(jí)的單質(zhì)金屬顆粒,此時(shí)我們繼續(xù)提高溫度到650℃,賦予這些單質(zhì)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(zhì)金屬開始形成合金,從而得到一個(gè)穩(wěn)定致密的合金保護(hù)層。
經(jīng)過上述還原爐處理的胚體強(qiáng)度已經(jīng)有所增加,抗氧化能力大大提高,在生產(chǎn)流轉(zhuǎn)中雖有時(shí)間先后的差異,但二次氧化對(duì)這些胚體是微乎其微的,可以忽略不計(jì)。