一种金刚石钻头新型模具及制造方法技术

本发明专利技术涉及一种金刚石钻头新型模具及制造方法，属于地质勘探用钻进技术领域。技术方案是：凸台（23）和样模本体（24）与变径槽（13）下部槽壁之间的空间为覆膜砂预留空间（3），在覆膜砂预留空间（3）内放置覆膜砂（4）；石墨墨芯（6）由相连接的上体（61）和下体（62）组成，上体（61）和下体（62）分别设置在变径槽（13）和中心孔（12）内，上体（61）外包裹石墨纸（5），包覆在上体（61）下端的石墨纸（5）与覆膜砂（4）相接触。本发明专利技术采用覆膜砂和钢外模组装使用，代替传统的石墨模具，大幅度降低制造成本并且可以降低加工石墨产品对大气的粉尘污染；同时将石墨墨芯外表面粘接石墨纸，可达到石墨墨芯重复利用。可达到石墨墨芯重复利用。可达到石墨墨芯重复利用。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石钻头新型模具及制造方法


[0001]本专利技术涉及一种金刚石钻头新型模具及制造方法，属于地质勘探用钻进


技术介绍

[0002]常规的金刚石钻头制造方法有热压烧结法和无压浸渍法，都需要进行1000度左右的高温，将胎体熔融和钢体粘接。目前所有的制造方法都采用高纯石墨作为模具烧结，高纯石墨导热性能好并且在高温条件下形变量几乎为零。但是随着社会的快速发展，对于环境保护的要求越来越高，导致生产高纯石墨的产品不断减少，高纯石墨的价钱也水涨船高，对于加工石墨的产品环保设备要求也越来越严，所以需要采用新的模具来减少或者代替高纯石墨在金刚石钻头烧结中的使用量。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一种金刚石钻头新型模具及制造方法，在金刚石钻头无压浸渍烧结法中，采用覆膜砂和钢外模组装使用，代替传统的石墨模具，既可以保护环境，减少石墨粉尘对环境造成的影响，又可以降低制造成本，解决了
技术介绍
中存在的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种金刚石钻头新型模具，包含钢外模，钢外模内部设有变径槽和中心孔，变径槽和中心孔相连通，变径槽和中心孔的中心线在同一直线上；变径槽下部槽壁沿圆周方向设有外模沟槽；变径槽和中心孔内设置样模或模芯，样模由依次连接的定位块、凸台和样模本体组成，凸台和样模本体设置在变径槽内，定位块设置在中心孔内；在位于凸台外侧的样模本体端面上沿圆周方向设置锯齿形沟槽；所述凸台和样模本体与变径槽下部槽壁之间的空间为覆膜砂预留空间，在覆膜砂预留空间内放置覆膜砂；所述模芯包含石墨墨芯和石墨纸，石墨墨芯由相连接的上体和下体组成，上体和下体分别设置在变径槽和中心孔内，上体外包裹石墨纸，包覆在上体下端的石墨纸与覆膜砂相接触。
[0005]进一步地，所述变径槽由相连通的槽一、槽二和槽三组成，槽二设置在槽一和槽三之间，槽一和槽三的截面为矩形，槽二的截面为等腰梯形，槽一的内径大于槽三的内径，槽三与中心孔相连，槽三的内径大于中心孔的孔径，槽三的槽壁上沿圆周方向设有外模沟槽，凸台和样模本体与槽三之间的空间为覆膜砂预留空间。
[0006]进一步地，所述样模本体的外径大于凸台的外径，凸台的外径大于中心孔的孔径，定位块的外径小于中心孔的孔径。
[0007]进一步地，所述上体的外径大于下体的外径，下体的外径小于中心孔的内径。
[0008]一种金刚石钻头新型模具的制造方法，包含如下步骤：
①
用数控车床加工钢外模，钢外模内部的变径槽和中心孔相连通，变径槽和中心孔的中心线在同一直线上，在变径槽下部槽壁上沿圆周方向加工外模沟槽；
②
采用数控车床加工样模，在样模本体的端面加工锯齿形沟槽，锯齿形沟槽围绕
设置在凸台外侧，将样模的定位块插入中心孔内，定位块与中心孔紧密配合；
③
筛选覆膜砂，烧结前需要对覆膜砂进行筛选，采用70目的筛子进行过滤，将大于70目的覆膜砂收集进行灌料烧结；
④
将过滤出来的大于70目的覆膜砂通过震动填充方式装入覆膜砂预留空间内，保证覆膜砂填装充实；采用中频加热方式，将填充好覆膜砂的钢外模进行加热，使用20秒的时间将钢外模加热到200度出炉，待自然冷却后，覆膜砂中自带的融化结合剂就会固化，将覆膜砂牢牢粘接为一体并成型附着在钢外模内部，形成砂模；
⑤
在钢外模冷却到常温状态时，就可以进行退模，将样模推出钢外模，样模可以重复使用；
⑥
将石墨纸进行裁剪，然后将裁剪后的石墨纸粘接在石墨墨芯的上体外表面，加工成模芯；
⑦
将内部附着砂模的钢外模和模芯组装好，即整体金刚石钻头新型模具加工完成。
[0009]利用上述组装完成的模具进行金刚石钻头制造，在金刚石钻头烧结完冷却后通过外在压力将模芯顶出，顶出的模芯可以重复使用，达到石墨墨芯重复利用的目的。
[0010]本专利技术的有益效果是：采用覆膜砂和钢外模组装使用，代替传统的石墨模具，大幅度降低制造成本并且可以降低加工石墨产品对大气的粉尘污染；同时将石墨墨芯外表面粘接石墨纸，可达到石墨墨芯重复利用。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例钢外模结构示意图；图2为本专利技术实施例样模结构示意图；图3为本专利技术实施例钢外模和样模组装后结构示意图；图4为本专利技术实施例内部附着砂模的钢外模结构示意图；图5为本专利技术实施例模芯结构示意图；图6为本专利技术实施例最终成型的整体金刚石钻头新型模具结构示意图；图中：钢外模1、外模沟槽11、中心孔12、变径槽13、槽一131、槽二132、槽三133、样模2、定位块21、锯齿形沟槽22、凸台23、样模本体24、覆膜砂预留空间3、覆膜砂4、石墨纸5、石墨墨芯6、上体61、下体62。
具体实施方式
[0012]以下结合附图，通过实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0013]一种金刚石钻头新型模具，包含钢外模1，钢外模1内部设有变径槽13和中心孔12，变径槽13和中心孔12相连通，变径槽13和中心孔12的中心线在同一直线上；变径槽13下部槽壁沿圆周方向设有外模沟槽11；变径槽13和中心孔12内设置样模2或模芯，样模2由依次连接的定位块21、凸台23和样模本体24组成，凸台23和样模本体24设置在变径槽13内，定位块21设置在中心孔12内；在位于凸台23外侧的样模本体24端面上沿圆周方向设置锯齿形沟槽22；所述凸台23和样模本体24与变径槽13下部槽壁之间的空间为覆膜砂预留空间3，在覆膜砂预留空间3内放置覆膜砂4；所述模芯包含石墨墨芯6和石墨纸5，石墨墨芯6由相连接的
上体61和下体62组成，上体61和下体62分别设置在变径槽13和中心孔12内，上体61外包裹石墨纸5，包覆在上体61下端的石墨纸5与覆膜砂4相接触。
[0014]所述覆膜砂4为本领域公知公用的材料，为砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。
[0015]参照附图3，所述变径槽13由相连通的槽一131、槽二132和槽三133组成，槽二132设置在槽一131和槽三133之间，槽一131和槽三133的截面为矩形，槽二132的截面为等腰梯形，槽一131的内径大于槽三133的内径，槽三133与中心孔12相连，槽三133的内径大于中心孔12的孔径，槽三133的槽壁上沿圆周方向设有外模沟槽11，凸台23和样模本体24与槽三133之间的空间为覆膜砂预留空间3。
[0016]参照附图2，所述样模本体24的外径大于凸台23的外径，凸台23的外径大于中心孔12的孔径，定位块21的外径略小于中心孔12的孔径。
[0017]参照附图5，所述上体61的外径大于下体62的外径，下体62的外径略小于中心孔12的内径。
[0018]一种金刚石钻头新型模具的制造方法，包含如下步骤：
①
用数控车床加工钢外模1，钢外模1内部的变径槽13和中心孔12相连通，变径槽13和中心孔12的中心线在同一直线上，在变径槽13下部槽壁上沿圆周方向加工外模沟槽11；
②
采用数控车床加工样模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石钻头新型模具，其特征在于：包含钢外模（1），钢外模（1）内部设有变径槽（13）和中心孔（12），变径槽（13）和中心孔（12）相连通，变径槽（13）和中心孔（12）的中心线在同一直线上；变径槽（13）下部槽壁沿圆周方向设有外模沟槽（11）；变径槽（13）和中心孔（12）内设置样模（2）或模芯，样模（2）由依次连接的定位块（21）、凸台（23）和样模本体（24）组成，凸台（23）和样模本体（24）设置在变径槽（13）内，定位块（21）设置在中心孔（12）内；在位于凸台（23）外侧的样模本体（24）端面上沿圆周方向设置锯齿形沟槽（22）；所述凸台（23）和样模本体（24）与变径槽（13）下部槽壁之间的空间为覆膜砂预留空间（3），在覆膜砂预留空间（3）内放置覆膜砂（4）；所述模芯包含石墨墨芯（6）和石墨纸（5），石墨墨芯（6）由相连接的上体（61）和下体（62）组成，上体（61）和下体（62）分别设置在变径槽（13）和中心孔（12）内，上体（61）外包裹石墨纸（5），包覆在上体（61）下端的石墨纸（5）与覆膜砂（4）相接触。2.根据权利要求1所述的一种金刚石钻头新型模具，其特征在于：所述变径槽（13）由相连通的槽一（131）、槽二（132）和槽三（133）组成，槽二（132）设置在槽一（131）和槽三（133）之间，槽一（131）和槽三（133）的截面为矩形，槽二（132）的截面为等腰梯形，槽一（131）的内径大于槽三（133）的内径，槽三（133）与中心孔（12）相连，槽三（133）的内径大于中心孔（12）的孔径，槽三（133）的槽壁上沿圆周方向设有外模沟槽（11），凸台（23）和样模本体（24）与槽三（133）之间的空间为覆膜砂预留空间（3）。3.根据权利要求1或2所述的一种金刚石钻头新型模具，其特征在于：所述样模本体（24）的外径大于凸台（23）的外径，凸台（23）的外径大于中心孔（12）的孔径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王久全，何蕙岚，高科，刘志强，赵研，马长亮，李秋玥，王超，孙浩奇，张伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：