專利名稱：釬焊金剛石薄壁鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆頭，更具體地說，本發(fā)明涉及一種金剛石薄壁鉆頭。
背景技術(shù)：
金剛石鉆頭主要用于在陶瓷、玻璃等硬質(zhì)物品上打孔，這些物品的表面硬度比較高，采用普通的鋼質(zhì)鉆頭無法正常的打孔，由于金剛石鉆頭硬度比陶瓷和玻璃高，所以能在這些硬質(zhì)物品上打孔。金剛石薄壁鉆頭是一種新型的鉆孔工具，由基體和刀頭組成，具有鉆孔尺寸精確、 速度快、對材料周邊無損壞和不需要后續(xù)工序等特點。主要應(yīng)用于在各種建筑材料中鉆進(jìn)小孔和大直徑孔眼，尤其是對于工程翻新或建筑改建時電線或管道的鋪設(shè)有利，此外在混凝土深切、切大直徑孔時其也是必不可少的工具。普通的金剛石薄壁鉆頭，在鉆頭鉆削時，一般情況下，采用一定壓力的冷卻液通過鉆頭的空心部位注入，通過鉆頭和被加工材料的內(nèi)外孔壁的微小間隙形成通路，達(dá)到冷卻和排屑效果?，F(xiàn)有的金剛石薄壁鉆頭，其鉆齒的內(nèi)外表面都為平整表面，主要依靠端面輔以內(nèi)外表面鉆削被加工材料，使鉆頭緩慢鉆入被加工材料中，形成鉆孔。由于鉆頭在鉆削被加工材料時，會產(chǎn)生大量的鉆削熱量，且鉆下的粉屑不易排泄，積累在鉆削處，阻礙鉆頭的深入，使鉆進(jìn)速度減慢，且堆積的粉屑由于摩擦生熱；此外，工作時，由于鉆頭與被加工材料的孔壁間隙極小，難以注入足夠的冷卻液降溫和排屑，因此，鉆削時容易使鉆頭或被加工材料因溫度升高發(fā)生變形、導(dǎo)致鉆頭失效。例如，中國實用新型專利C擬818026Y公開了一種電鍍金剛石薄壁齒狀鉆頭，包括鉆頭基體，鉆頭基體的一端為夾柄，另一端為鉆體，鉆體薄壁上設(shè)有進(jìn)水孔，鉆體的前端為刃口，刃口的外周薄壁上設(shè)有機械擠壓成型的凹凸花紋。該裝置能夠在陶瓷和玻璃上打孔， 但由于該刃口處的齒狀花紋為凹凸的直齒，導(dǎo)致鉆孔速度慢，效率低。中國發(fā)明專利申請CN1807668A公開了 “一種金剛石鉆頭胎體粉”，其胎體粉的組份和含量按重量百分比計為球形燒結(jié)WC顆粒，粒度為125-500微米20%-75%,球形鑄造 WC粉末，粒度為38-150微米20%-70%,鎳粉5_20%。這種鉆頭胎體粉的缺點是大量的細(xì)粉導(dǎo)致胎體粉末的流動性差，燒結(jié)后易出現(xiàn)鉆頭胎體疏松等燒結(jié)缺陷。致使鉆頭胎體實際的強度不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)金剛石薄壁鉆頭結(jié)構(gòu)基體設(shè)計方面以及金剛石磨粒所使用的材料方面的缺陷，從基體結(jié)構(gòu)入手(必要地)、進(jìn)一步的從基體結(jié)構(gòu)和金剛石磨粒材料兩方面(優(yōu)選地，非必要地)對釬焊金剛石薄壁鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，并提供一種切割效率高、使用壽命長的釬焊金剛石薄壁鉆頭。本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭適用于包括混凝土、石材、玻璃、陶瓷等非金屬材料及鐵、鋁等金屬材料的鉆孔、取芯操作。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種釬焊金剛石薄壁鉆頭，包括同軸設(shè)置的鉆頭基體和呈筒狀的鉆頭，所述鉆頭基體分為上桿體和下桿體，所述上桿體的一端和下桿體的內(nèi)端軸向固連，上桿體的另一端用于和電鉆機相連；其特征在于，所述的鉆頭的外端邊緣上具有若干個鉆齒，所述的鉆齒呈非連續(xù)地排列，相鄰的鉆齒之間具有U型槽，所述的鉆齒為圓弧形，并且其表面以釬焊的方式施加有金剛石磨粒。采用本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭，在材料或其它條件相同的情況下，與本領(lǐng)域常用的連續(xù)的尖銳的斜齒相比盡管切割效率稍有下降(降低了 3-5% )，但是使用壽命提高了 17H較佳地，本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述上桿體的直徑小于下桿體且兩者的連接處具有一個擋肩。當(dāng)上桿體裝在電鉆機上后，擋肩將限制上桿體繼續(xù)深入電鉆機的內(nèi)部。較佳地，本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述的鉆頭基體內(nèi)部具有一個內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔軸向貫穿所述的鉆頭。所述的鉆頭基體的側(cè)壁上具有一個或多個與其內(nèi)腔相連通的進(jìn)水口。當(dāng)鉆頭在打孔的時候，隨著加工時間的推移，鉆刃部分的溫度會上升的很快，這時需要通過進(jìn)水口將冷卻液注射到鉆頭基體的內(nèi)腔里，冷卻液沿著鉆體的內(nèi)壁流到鉆刃上，從而使鉆刃保持在一個適當(dāng)?shù)臏囟葏^(qū)間內(nèi)。較佳地，在本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述的鉆齒的個數(shù)為4-15個，沿鉆頭的周向均勻分布。更優(yōu)選地，鉆齒的個數(shù)為5個。較佳地，在本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述鉆頭與鉆頭基體為一體成型。較佳地，在本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述鉆頭的一端和鉆頭基體的內(nèi)端軸向固連。較佳地，在本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述鉆頭和鉆頭基體的下桿體的壁厚為 2-10mm。優(yōu)選地壁厚為2. 5_5mm。較佳地，在本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭中，所述鉆頭的直徑為25_150mm。較佳地，為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭的切割效果和使用壽命，本發(fā)明的鉆頭金剛石磨粒層采用釬焊法制備，并且特別設(shè)計了適用于本申請45號鋼基體的釬焊焊料。所述的釬焊焊料的組成和含量為Si 5. 7-7. 2wt%, Cr :4. 5-7. 5wt%, B 3. 0-3. 7wt%,Mn :1. 2-2. 5wt%,Zn :12. 5-17. 5wt%，余量為 Ni。固液相溫度為825-871 °C。 采用本發(fā)明的釬焊焊料與Ni-Fe-B-Si (US4776862)相比溶點顯著降低，對金剛石不產(chǎn)生燒傷，而且具有良好的潤濕性和延展性。在45號鋼基體的發(fā)明結(jié)構(gòu)的鉆頭上使用本發(fā)明的釬料與常用的Ni-Cr-B-Si釬料相比，本發(fā)明的鉆頭能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石的自銳具備連續(xù)加功能力，通過鉆進(jìn)實驗，也發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的鉆齒磨耗較少，壽命延長了 4. 2-10.5%。本發(fā)明的金剛石薄壁鉆頭的外端具有單向排列的圓弧形鉆齒，當(dāng)鉆頭轉(zhuǎn)動時，鉆齒在工件的表面切割，從而在工件上鉆孔。因為鉆齒具有圓弧形表面，在鉆削時最頂端金剛石先參與鉆削，一段時間之后頂端金剛石被磨平，破碎。高度降低之后，后面的金剛石隨即露出，繼續(xù)對鉆削工件進(jìn)行鉆孔。從而達(dá)到了持續(xù)鉆削的效果。另外，在鉆頭基體上開設(shè)進(jìn)水口，能夠在打孔的過程中及時冷卻鉆齒，結(jié)合圓弧形非連續(xù)的鉆齒形狀，從而顯著延長了鉆齒的壽命。另外，依據(jù)與科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和釬焊焊料地設(shè)計，本發(fā)明的金剛石鉆頭可設(shè)計成規(guī)格從直徑25-150mm的系列產(chǎn)品，而且可以實現(xiàn)連續(xù)鉆進(jìn)，提高了鉆進(jìn)效率，并且顯著延長了金剛石鉆頭的使用壽命。


圖1為本發(fā)明一個實施例的金剛石薄壁鉆頭的平面示意圖。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明。申請人在此需要申明的是，實施例和附圖僅是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，絕不能將其解釋為對發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實施例1參見圖1，圖1為本實用新型一個實施例的金剛石薄壁鉆頭基體的平面示意圖。本實施例的金剛石薄壁鉆頭，包括同軸設(shè)置的鉆頭基體1和呈筒狀的鉆頭2，所述的鉆頭的外端邊緣上具有5個鉆齒3，所述的鉆齒呈非連續(xù)地排列，所述的鉆齒為圓弧形，相鄰的鉆齒之間具有U型槽，且其表面施加有金剛石磨粒4，述鉆頭基體分為上桿體12和下桿體11，所述上桿體12的一端和下桿體11的內(nèi)端軸向固連，上桿體12的另一端用于和電鉆機相連， 所述上桿體12的直徑小于下桿體11且兩者的連接處具有一個擋肩13，所述的鉆頭基體內(nèi)部具有一個內(nèi)腔14，所述的內(nèi)腔軸向貫穿所述的鉆頭，所述的鉆頭基體的側(cè)壁15上具有與其內(nèi)腔相連通的進(jìn)水口 16，所述鉆頭2與鉆頭基體1為一體成型，所述鉆頭和鉆頭基體的下桿體的壁厚為2. 5mm，所述鉆頭的直徑為50mm ；基體材料為45號鋼。釬焊工藝為釬焊焊料為Ni-Cr-B-Si粉末(其中Ni :82wt%, Cr :12wt%, B 4wt%, Si :4wt% ),40-50目平均粒徑為0. 36mm的金剛石(濃度為55% )；加入適量的乙醇充分混合均勻，得到混合物料，在真空釬焊爐釬焊得到成品，加熱溫度為980°C。厚度為 8mm ο實施例2與實施例1相比，區(qū)別在于釬焊焊料不同。釬焊工藝為釬焊焊料為，Si :6. Owt
Cr 4. 8wt B 3. 2wt %, Mn :1. 8wt Zn :15. 6wt %，余量為 Ni0,40-50 目平均粒徑為 0.36mm的金剛石(濃度為55%)；加入適量的乙醇充分混合均勻，得到混合物料，在真空釬焊爐釬焊得到成品，加熱溫度為850°C。厚度為8mm。通過對鉆頭的鉆進(jìn)實驗表面采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的鉆頭具有金剛石出刃高、鉆進(jìn)速度快、連續(xù)鉆進(jìn)、磨損均勻的特點。而實施例2與實施例1相比，鉆齒的磨損速度更低，壽命進(jìn)一步提高了 4. 2-10. 5%0以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，不能解釋為以此限定本發(fā)明的范圍，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種釬焊金剛石薄壁鉆頭，包括同軸設(shè)置的鉆頭基體和呈筒狀的鉆頭，所述鉆頭基體分為上桿體和下桿體，所述上桿體的一端和下桿體的內(nèi)端軸向固連，上桿體的另一端用于和電鉆機相連；其特征在于，所述的鉆頭的外端邊緣上具有若干個鉆齒，所述的鉆齒呈非連續(xù)地排列，相鄰的鉆齒之間具有U型槽，所述的鉆齒為圓弧形，并且其表面以釬焊的方式施加有金剛石磨粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，其特征在于所述上桿體的直徑小于下桿體且兩者的連接處具有一個擋肩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述的鉆頭基體內(nèi)部具有一個內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔軸向貫穿所述的鉆頭；所述的鉆頭基體的側(cè)壁上具有一個或多個與其內(nèi)腔相連通的進(jìn)水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述的鉆頭基體內(nèi)部具有一個內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔軸向貫穿所述的鉆頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述的鉆齒的個數(shù)為4-15 個，沿鉆頭的周向均勻分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述鉆頭與鉆頭基體為一體成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述鉆頭的一端和鉆頭基體的內(nèi)端軸向固連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述鉆頭和鉆頭基體的下桿體的壁厚為2-10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述鉆頭的直徑為 25-150mmo
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石薄壁鉆頭，特征在于所述的釬焊焊料的組成和含量為:Si 5. 7-7. 2wt Cr :4. 5-7. 5wt %, B :3. 0-3. 7wt Mn 1. 2-2. 5wt Zn 12. 5-17. 5wt%，余量為 Ni。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊金剛石薄壁鉆頭，包括同軸設(shè)置的鉆頭基體和呈筒狀的鉆頭，所述鉆頭基體分為上桿體和下桿體，所述上桿體的一端和下桿體的內(nèi)端軸向固連，上桿體的另一端用于和電鉆機相連；其特征在于，所述的鉆頭的外端邊緣上具有若干個鉆齒，所述的鉆齒呈非連續(xù)地排列，相鄰的鉆齒之間具有U型槽，所述的鉆齒為圓弧形，并且其表面以釬焊的方式施加有金剛石磨粒。本發(fā)明涉及的金剛石薄壁鉆頭具有切割效率高、使用壽命長的優(yōu)點，可以應(yīng)用于混凝土、石材、玻璃、陶瓷等非金屬材料以及鐵、鋁等金屬材料的鉆孔、取芯操作。
文檔編號C03B33/00GK102275228SQ201110204528
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者華川海 申請人:江蘇華昌工具制造有限公司