Способ изготовления алмазного инструмента

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

О 26 А (19) (11),SU

RED В 22 F /06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

7 ь) ()м

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2871325/22-02 (22) 21.01.80 .(46) 07 05.83. Бюл. II 17 (72) И.Б.8одовозов, З.С.Симкин и Н.В.Цыпин (71 ) Ордена Трудового Красного Зна.мени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (53) 621 762 ° 763(088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

И 310027, кл. E 21 В 10/46, 1972.

2. Авторское свидетельство .СССР

И 428860, кл. В 22 F 7/08, 1972..

Патент Японии М 44134,кл. 12 В 24, 1972. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО .ИНСТРУИЕНТА, преимущественно вста" вок бурового инструмента, включающий засыпку порошкового материала матрицы a npecc-форму, его прессование, установку алмазов и горячее прессоваwe, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости, yc" тановку алмазов осуществляют путем их холодной запрессовки в материал матрицы.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1016076

Для сравнения получены вставки бу35 рового инструмента известным способом: в графитовую пресс-форму засыпают твердосплавную шихту, падпрессовывают ее при помощи стального пуансона.

На подпрессовайную шихту устанавли40 вают три алмазных поликристалла и затем в процессе горячего прессования шихты запрессовывают в нее эти поликристаллы.

45 Спеченными вставками были оснащены две партии кольцевых коронок, наружным диаметром 120 мм и внутренним диаметром 100 мм. Вставки в количестве 6 шт, равномерно распределенные по

>0 окружности, впаивались в корпус коронки. Бурение производилось на стенде, изготовленном на базе радиальносверлильного станка 2a55 по Коростышевскому граниту. Режим бурения: ско55 рость вращения 400 об/мин; подача

5 мкм/об..

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления вставок бурового инструмента, оснащенных сверхтвердыми поликристаллическими алмазными зернами.

Известен способ изготовления вставок бурового инструмента, заключающийся в том, что установку алмазов в матрице, их ориентацию осуществляют с помощью трафарета, который изготавливается из материала, менее износостойкого, чем материал матрицы. Алмазы помещают в лунки трафарета, который размещают в порошковой матрице, а затем производят спекание такой формовки (1)

Недостаток данного способа — наличие менее износостойкого компонента между алмазами и матрицей. При работе инструмента это приводит к преждевременному оголению алмазного зерна и

его выпадению.

Известен способ изготовления алмазного инструмента, по которому установку алмазов в инструменте производят за счет выполнения радиальных отверстий в корпусе инструмента. Для этого отверстия выполняют сквозными, в них загружают порошковую шихту, а размещение алмазов производят путем допрессовки порошка в полости между ними, а затем производят пропитку $2)

Однако указанный способ не позволяет произвести ориентацию сверхтвердых элементов — крупных природных алмазов или поликристаллов синтетических алмазов в матричном материале.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления алмазного инструмента, заключающийся в том, что алмазные зерна устанавливают в нужном положении на слое спрессованного материала матрицы., после чего осуществляют их запрессовку горячим прессованием в вакууме при 850 С с выдержкой в течение

30 мин (3)

Недостатком известного способа является низкая стойкость инструмента из-за нарушения правильного вертикального размещения алмазов.

Цель изобретения - повышение стойкости алмазного инструмента. .Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления алмазного инструмента, включающему засыпку порошкового материала матрицы в пресс-форму, его прессование, установку алмазов и горячее прессование, установку алмазов осуществляют путем их холодной запрессовки в материал матрицы.

На чертеже представлены этапы изготовления алмазного инструмента.

Твердосплавная шихта 1 и элементы 2 из поликристаллов алмаза помещены в

1О графитовую пресс-форму 3 со стальным пуансоном 4, кондуктором 5 и составным пуансоном 6. Кроме того, прессформа снабжена пуансоном 7.

Пример. Для изготовления вставок бурового долота диаметром 10 мм, 15 и высотой 10 мм из твердосплавной шихты ВК6- 1, армированной тремя элементами 2 из поликристаллов синтетического алмаза, диаметром 3 мм и высотой 4 мм. Шихту 1 весом 11,6 г засыпают в отверстие графитовой прессформы 3, подпрессовывают стальным пуансоном 4 под давлением 5О кг/см, Затем пуансон 4 извлекают из прессформы 3 и при помощи кондуктора 5 и

2. > составного пуансона 6 проводят запрессовку элементов 2 алмаза под давлением 40 кг/см . Затем извлекают кондуктор 5 и составной пуансон 6 и устанавливают графитовый пуансон 7. ГоряЗО чее прессование твердосплавной шихты с поликристаллическими алмазами осуществляют при 1400 С.

В результате .испытаний установлено, что проходка коронок, оснащенных встав3 10 16076 4 ками, изготовленными по предлагаемому лываются, и пространство между ними способу, составляет 21 м. Проходка забивается шлаком. .коронок, оснащенных вставками, изго- - Таким образом, предлагаемый способ товленными по известному способу, - 9м. обеспечивает получение высококачественИзучение коронок после испытаний по- g ных буровых вставок. с заданным размеказало, что низкая:стойкость коронок, щением в них поликристаллических ал" оснащенных вставками, изготовленными мазных элементов. Стойкость инструменпо известному способу, обусловлена тем, та, оснащенного этими вставками в что при динамических нагрузках из-за 2-3 раза выше стойкости инструмента, неравномерного размещения поликристал-10 оснащеНного вставками, изготовленными лических элементов стенки вставок ска- fio известному способу.

Составитель В.Нарва

Редактор В.Ковтун Техред И.Костик Корректор В.Бутяга

Заказ 3279f12 Тираж 813 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4