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文档简介

超硬材料与工具专业：勘查技术与工程 学号：02108232姓名：李开洋 破碎硬地层如何设计孕镶金刚石钻头一般地，破碎地层的研磨性比较强，所以考虑选择硬胎体。对于硬地层来说，要选择软胎体，以方便金刚石出露、破碎岩石。综合考虑，还是选用硬胎体，这样可以提高钻头的寿命。现在从以下几个方面来进行钻头的设计。一、 胎体材料骨架材料WC；粘结材料663#青铜；填加材料Ni，Mn，Sn，Co，Ti；金刚石粒度适中（70目），浓度适中（100%），质量好。二、 钻头参数1、 钻头体DZ40无缝钢管；2、 胎体 成分 WCCuMnNiSnTiCo含量51%35%3%5%3%1%2%密度15.68.97.38.857.284.58.93、 粒度70目；4、 浓度100%；5、 金刚石质量好；6、 底唇面形状平底型；7、 水口1045mm，水槽101.56mm 8、 保径选用聚晶金刚石做材料。三、 钻头规格钻头总长120mm，钻头口径D=77mm，内径d=55mm，工作层高度H=5mm，非工作层高度h=2mm，水口数量N=10，水口宽度B=4mm，水槽深度M=1.5mm，水槽宽度b=6mm，金刚石浓度100%，即4.4克拉/，金刚石密度，折减系数K=1.05。按公式 计算骨架料的理论密度，则则工作层体积工作层金刚石用量；工作层粉量；非工作层体积，式中刚体锥台所占体积约1；水槽在非工作层中的体积；则，所以非工作层粉量。最终，金刚石用量40.5克拉，工作层粉量83.3g，非工作层粉量39.1g。四、 刚体外径计算模具底模内径按公式确定，式中 底模内径；钻头外径；钻头直径允许上偏差；钻头烧结后的收缩量，一般取0.150.2mm。则刚体的外直径按公式 计算，则五、模具设计 1、底模设计底模是模具的基础，其内径就是钻头胎体的外径，是关键尺寸，需满足胎体冷却收缩后所需的钻头外径尺寸要求。式中底模内径； 钻头外径； 钻头直径允许上偏差；钻头烧结后的收缩量，一般取0.150.2mm。在刚体外径计算中已经计算出 底模外径的确定：考虑模具在热压烧结时有足够的强度，底模外径应是钻头外径的1.52倍。则取底模外径 底模内孔深度L的确定：孔深且决定于胎体高度及粉末的松装密度。其计算公式：胎体设计高度；钢体插入底模尺寸粉末压缩比， 胎体密度； 粉末松装密度。也可以用装粉高度和设计的胎体高度比来计算。 z值取2.53，用663青铜粉末比例大的，z取2.5左右；用WC粉末比例大的，z取3。提高粉末松装密度则可降低z值，例如使用超细粉末、进行粉末“制粒”的处理等等。胎体设计高度，钢体插入底模尺寸，取粉末压缩比，则底模内孔深度底模的总高度，则取2、模套设计模套起导向作用，内径等于底模内径，还要承受较大的侧压力，所以模套外径模套总高度 式中 导向高度，取1525mm； 与底模外径配合高度，取（2/33/4）。则取，模套总高度。3、芯模设计芯模外径决定钻头的内径尺寸，因此应保证胎体冷却收缩后的内径尺寸要求
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