二次成型电镀金刚石钻头

二次成型电镀金刚石钻头是把无压浸渍法和电镀方法结合起来的一种制造金刚石钻头的方法，它综合了无压法保径效果好和电镀钻头钻进时效较高的两种优势。
 
  1．钻头的保径结构。
 
  针对电镀钻头的特点，在钻头工作层部分采用高强度单晶保径（图9-9）；在保径规部分采用聚晶和天然金刚石保径，保径规使用无压浸渍方法制造。保径规的胎体材料以铸造碳化钨为主；浸渍金属用铜合金，对聚晶和天然金刚石有良好的镶嵌牢固度。
 
  在结构上，加长了保径长度，使保径规长度达42mm。这样，不仅增强了钻头的保径效果，同时又提高了钻头的稳定性。
 
  为了提高保径规与刚体结合的强度，在刚体的相应部位加工成丝扣状，并钻了若干个孔(图9-10)，增加了黏结金属在内外环状间的流通，使钻头刚体与保径规能形成一个牢固的整体，使用中没有出现过保径规脱落或掉块的现象，保径效果良好。
 
  2．钻头的胎体性能。
 
  胎体主要成分是镍金属，在电镀镍金属过程中，通过加入添加剂调整钻头的性能，适应钻进不同性能岩层的需要。这种胎体性能的主要特点是硬度较高，但硬中带有一定的脆性。在钻进中表现出的不是胎体硬而金刚石的出刃差，而是由于合适的脆性使得胎体的耐磨性有所降低，金刚石的出刃状况变好，因而钻进的速度有所提高。同时，对岩层的适应性有明显的提高，对于硬而弱研磨性的岩石也能取得较好的钻进效果。
 
  3．钻头制造工艺。
 
  1)无压浸渍法制造钻头保径规。
 
  首先组装烧结模具，将刚体装置于石墨模具内，再将定量的胎体骨架粉料装入石墨模具与钻头刚体之间的内外环状空间内，经过适当振动使骨架粉料达到设定的密度，然后装入定量的黏结金属和助溶剂，之后送入烧结炉进行无压烧结。
 
  浸渍温度和保温时间对保径规的质量影响极大，温度过高，保温时间长，有害无益；温度过低，保温时间短，达不到浸渍目的，质量得不到保证。设计的烧结温度1020～1050℃，保温时间设计为8～lOmin。
 
  2)电镀钻头工作层。
 
  加强了镀前预处理，采用了如下处理工艺：有机溶剂除油—，热水清洗一连接导线、涂绝缘漆一包扎一强浸蚀（酸洗）一冷水洗一电化学除油（碱煮）一热水洗一冷水洗一酸洗（强浸蚀）一带电处理（弱浸蚀）→冷水洗→碱煮一热水洗一冷水洗一弱浸蚀一带电人槽。
 
  在电镀工艺方面，电流密度为1. 8A/dm2（相当于电沉积速度0.04mm/h），镀液温度为45℃，镀液的pH为4.0～4.8。镀液中加入表面活性剂（防针孔剂），减少氢在镀层表面上的滞留时间，减少镀层中氢的含量。
 
  钻头的工作层高度达到设计要求后，就可以出槽，经过清洗，置于恒温干燥箱内进行去氢处理(温度200℃，时间2h)，减少或消除镀层中因氢所产生的清脆现象，以提高金刚石钻头胎体的性能。