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金刚石钻头
11级机制一班
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金刚石是目前发现最硬的材料,广泛应用于工业、国防、科学研究等。金刚石钻进是目前钻探工艺中一种比较先进的钻进方法,由于这种方法的钻进效率比较高,钻孔质量好,施工劳动强度比较轻,钻探成本比较低,因此得到了越来越广泛的应用。最初,金刚石钻进主要应用于硬岩和坚硬岩石;近年来由于金刚石烧结体和复合片的研制成功,并广泛应用,金刚石钻进的应用越来越广泛,地质钻探用金刚石约占世界工业金刚石用量的五分之一。
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第一节金刚石钻头的分类
金刚石的性质直接影响钻头的寿命、钻进效率、金刚石的消耗量和钻探成本,因此,对钻探用的金刚石性质有一定要求。
1、天然金刚石钻头
(1)、硬度好、耐磨性好;(2)、强度好、抗冲击性好、脆性小;
(3)、热稳定性好;(4)、晶形完整、表面光滑、内部无裂纹。
2、人造金刚石钻头
除了按天然金刚石的要求外,还要有以下要求:
(1)、单晶要进行磁选,剔除磁性强的部分;(2)、聚晶磨耗量要小。
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金刚石钻头的物理性质
硬度硬度是金刚石最重要的性能之一。金刚石的硬度极高, 莫氏硬度为10级, 研磨硬度是刚玉的150倍,是石英的1 000倍。
强度金刚石具有极大的抗静压强度。天然金刚石的抗压强度大约8 600MPa,, ,钢的9倍。用于钻探的人造金刚石一般要求强度达 500MPa以上。
耐磨性金刚石具有极高的耐磨性,是刚玉的90倍,硬质合金的40~200倍, 钢的2000 ~5000倍。用于钻探的人造金刚石聚晶体一般要求与中硬碳化硅砂轮的磨耗比在1∶30000以上。
热稳定性金刚石是热的良导体,它散热比硬质合金刃具快。金刚石容易受到热损伤,虽然温度尚低于其燃烧温度,但金刚石的强度、耐磨性已受到严重影响。所以钻进中必须充分冷却,防止发生金刚石微烧或烧钻事故。
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第二节金刚石钻头的组成
金刚石钻头是以锋利、耐磨和能够自锐的天然金刚石或人造金刚石为切削齿,在钻低钻压下即可获得较高的钻速和钻头进尺,是石油钻井中广泛使用的一种高效钻头。
1 按金刚石来源可分为天然金刚石钻头和人造金刚石钻头
2 按功用可分为取心钻头和全面钻进钻头;
3 按镶嵌方式可分为表镶和孕镶两类;
4 按钻井方式则可分为转盘钻井和涡轮钻井用两类。
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一、金刚石钻头的结构
胎体
切削刃
水眼与水槽
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一钻头的材料及种类
钻头是一种旋转而头端有切削能力的工具,一般以碳钢SK,或高速钢SKH2, SKH3等材料经铣制或滚制再经淬火,回火热处理后磨制而成,用于金属或其它材料上之钻孔加工,它的使用范围极广,可运用于钻床、车床、铣床,手电钻等工具机上使用。
钻头种类

(1).整体式钻头:钻顶、钻身、钻柄由同一材料整体制造而成.
(2).端焊式钻头,钻顶部位由碳化物焊接而成.

(1).直柄钻头:,皆采用直柄.
(2).锥柄钻头:钻头柄为锥度状,一般其锥度均采用莫氏锥度.
莫氏锥柄,能的转矩比大,使用起来比钻夹头更为可靠。

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(1).中心钻头:一般用于钻孔前打中心点用,前端锥面有60°, 75°, 90°等,车床作业时为了用尾座支,持应该用60°中心钻与车床尾座顶心60°相配合.
(2).麻花钻头: 为工业制造上使用最广泛的一种钻头,我们一般使用的就是麻花钻头.
(3).超硬钻头: 钻身之前端或全部以超硬合金***材料制成,使用于加工材料之钻孔加工.
(4).油孔钻头: 钻身有两道小孔,切削剂经此小孔到达切刃部份,以带走热量及切屑,使用此钻头一般工作物旋转,而钻头静止
(5).深孔钻头:最早用于枪管及石包管之钻孔加工,又称为枪管钻头。深孔钻头为一直槽型,在一圆管中切除四分之一强的部份以产生刃口排屑
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(5). 钻头铰刀: 为了大量生产之需要,其前端为钻头,后端为铰刀,钻头直径与铰刀直径只差铰孔之裕留量,也有钻头于螺攻丝混合使用,故又称为混合钻头.
(6).深孔钻头:最早用于枪管及石包管之钻孔加工,又称为枪管钻头。深孔钻头为一直槽型,在一圆管中切除四分之一强的部份以产生刃口排屑
(7). 锥度钻头: 当加工模具进料口时,可使用锥度钻头.
(8). 圆柱孔钻头: 我们称其为沉头铣刀,此种钻头前端有一直径较小之部分称为道杆.
(9).圆锥孔钻头: 为钻削圆锥孔之用,其前端角度有90°,60°等各种,我们使用的倒角刀就是圆锥孔钻头的一种.
第三节金刚石钻头的发展前景
金刚石工具广泛应用于地质勘探、石材、机械、汽车及国防工业等各个领域,机械加工用的磨具、地质钻头及石材锯切工具的制造工艺水平已有很大提高