層的底端面上設(shè)置環(huán)形焊接臺(tái)階，進(jìn)一步保證了金剛石刀頭與鉆管的同心度不大于0.05mm。通過在金剛石刀頭的工作層設(shè)置水槽，提高了切削效率，改善了排肩效果。采用本發(fā)明金剛石刀頭的配方，可以顯著提高金剛石套料鉆頭的掏棒效率和鉆頭壽命，鉆進(jìn)藍(lán)寶石速度為4-10mm/min，鉆頭壽命為6.5_13m ;掏棒成材率高達(dá)96%以上。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于藍(lán)寶石掏棒的金剛石套料鉆頭的立體示意圖；
[0024]圖2為圖1的剖視示意圖；
[0025]圖3為圖2中A處的放大示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種設(shè)置有水槽的金剛石刀頭的主視示意圖；
[0027]圖5為圖4中沿B-B線的剖視示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種未設(shè)置水槽的金剛石刀頭的立體示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脫模模具的主視示意圖；
[0030]其中，圖中符號(hào)說明如下:
[0031]I接頭、2鉆管、3金剛石刀頭、4水槽、5環(huán)形焊接臺(tái)階、31焊接面。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0033]參見圖1-圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于藍(lán)寶石掏棒的金剛石套料鉆頭，其包括:接頭1、鉆管2和金剛石刀頭3。應(yīng)用時(shí)，接頭I安裝在藍(lán)寶石掏棒機(jī)的主軸上，以在藍(lán)寶石掏棒機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。鉆管2呈筒狀以形成容納金剛石套料鉆頭套出的藍(lán)寶石柱體(或藍(lán)寶石晶棒)的中空空間，且其底端與接頭I連接，優(yōu)選為焊接連接。鉆管2的材質(zhì)為鋼材以增加鉆管2的強(qiáng)度。金剛石刀頭3呈環(huán)狀且一體成型，即金剛石刀頭呈整體環(huán)狀，其底端與鉆管2的頂端連接以使連接后的鉆管2和金剛石刀頭3形成筒形(即中空腔體)，該連接為激光焊接，通過激光焊接不僅提高了金剛石刀頭3與鉆管2的同心度，還增加了金剛石刀頭3與鉆管2的焊接強(qiáng)度。焊接面31為金剛石刀頭和鉆管連接部位。
[0034]在金剛石刀頭3的環(huán)形底端面上設(shè)置有環(huán)形焊接臺(tái)階5，其外徑與鉆管2的內(nèi)徑過盈配合，從而進(jìn)一步保證了鉆管2和金剛石刀頭3的同心度值最小。在金剛石刀頭3的軸向上，環(huán)形焊接臺(tái)階5自環(huán)形底端面沿金剛石刀頭3的軸向延伸；在垂直于金剛石刀頭3的軸向方向上，環(huán)形焊接臺(tái)階5的寬度(即厚度)小于金剛石刀頭3的壁厚，環(huán)形焊接臺(tái)階5自金剛石刀頭3的內(nèi)徑處向金剛石刀頭3的外徑方向延伸以形成臺(tái)階狀。也就是說，環(huán)形焊接臺(tái)階5是自金剛石刀頭3底端面沿金剛石刀頭3的軸向延伸出的凸臺(tái)，凸臺(tái)的厚度小于金剛石刀頭3的壁厚；優(yōu)選地，環(huán)形焊接臺(tái)階5是自金剛石刀頭3底端面的內(nèi)側(cè)即內(nèi)徑邊緣沿金剛石刀頭3的軸向延伸出的凸臺(tái)，環(huán)形焊接臺(tái)階5與金剛石刀頭3為一體結(jié)構(gòu)。實(shí)際中，可以通過車床在金剛石刀頭3的環(huán)形底端面上加工以形成環(huán)形焊接臺(tái)階5，本實(shí)施例不對(duì)加工的方式進(jìn)行具體限定。
[0035]為了提高掏棒效率和壽命，金剛石刀頭3包括在金剛石刀頭3底端指向金剛石刀頭3頂端的方向上依次設(shè)置的過渡層和工作層。具體地，過渡層按重量份計(jì)由以下原料組成:35-71份的鐵粉末，15-42份的銅粉末和3_12份的鈷粉末。工作層按重量百分比計(jì)由以下原料組成:40-75%的金屬粉末和25-60%的金剛石，其中，金屬粉末按重量份計(jì)由以下原料組成:12-35份的鐵粉末，18-34份的鈷粉末，34-62份的銅粉末，2_5份的錫粉末；金剛石為未鍍或鍍衣金剛石。優(yōu)選在過渡層處加工有環(huán)形焊接臺(tái)階5，也就是說，環(huán)形焊接臺(tái)階5為過渡層的一部分，其高度小于過渡層的高度，此處的高度方向?yàn)榻饎偸额^3的軸向方向，進(jìn)一步優(yōu)選，環(huán)形焊接臺(tái)階5的高度為過渡層高度的1/4-1/2，例如當(dāng)過渡層高度為2mm時(shí)，環(huán)形焊接臺(tái)階5的高度為0.5-lmmo此時(shí)，焊接面31為金剛石刀頭的過渡層和鉆管連接部位。
[0036]在金剛石刀頭3上自金剛石刀頭3的頂端沿金剛石刀頭軸向均勻開有多個(gè)水槽4，如此可以提高切削效率，形成良好的排肩效果，優(yōu)選，水槽4的深度小于或等于金剛石刀頭3的工作層的高度，水槽4的寬度為2-4mm，數(shù)量為3_6個(gè)，優(yōu)選為4個(gè)。
[0037]水槽4包括左槽壁、右槽壁以及分別與左槽壁和右槽壁對(duì)應(yīng)連接的槽底，左、右槽壁相對(duì)設(shè)置，左槽壁所在的平面與右槽壁所在的平面平行且關(guān)于中心平面對(duì)稱，金剛石刀頭3的軸線在該中心平面內(nèi)，槽底呈弧形。
[0038]鉆管2的內(nèi)壁與金剛石刀頭3的內(nèi)壁不在同一平面上，即鉆管2的內(nèi)壁與金剛石刀頭3的內(nèi)壁之間存在一個(gè)臺(tái)階，該臺(tái)階的厚度即為環(huán)形焊接臺(tái)階5的厚度，以減少在鉆進(jìn)過程中進(jìn)入到鉆管2內(nèi)的藍(lán)寶石晶棒與鉆管壁3產(chǎn)生的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)金剛石套料鉆頭的正常鉆進(jìn)工作。例如:金剛石刀頭3的內(nèi)徑為13-104mm，鉆管2的內(nèi)徑為14_105mm。為了進(jìn)一步利于鉆進(jìn)工作，金剛石刀頭3的厚度為1.8-2.5mm，鉆管2的壁厚為0.8-1.3mm。金剛石刀頭3的高度為10mm，金剛石刀頭3的工作層高度為8mm，過渡層高度為2mm。
[0039]本發(fā)明還提供了一種上述金剛石套料鉆頭的制備方法，用于制備上述提到的金剛石套料鉆頭，該制備方法包括:
[0040]金剛石刀頭粗加工制備步驟，制備出金剛石刀頭毛坯；焊接步驟，將鉆管和接頭焊接在一起，將金剛石刀頭毛坯和鉆管激光焊接在一起，形成金剛石套料鉆頭毛坯；精加工制備步驟，對(duì)金剛石套料鉆頭毛坯的金剛石刀頭毛坯進(jìn)行修磨和開刃處理以及成品檢測(cè)，得到金剛石套料鉆頭。
[0041]焊接步驟中，在金剛石刀頭毛坯的與鉆管連接的端面上沿金剛石刀頭毛坯的軸向加工出環(huán)形焊接臺(tái)階，環(huán)形焊接臺(tái)階裝入鉆管內(nèi)空腔，且環(huán)形焊接臺(tái)階外徑與鉆管內(nèi)徑過盈配合，之后在鉆管和金剛石刀頭的軸向上施加作用力將金剛石刀頭毛坯和鉆管固定在一起，然后將環(huán)狀刀頭與鉆管放入激光焊接機(jī)內(nèi)焊接，通過整圈激光焊接將金剛石刀頭毛坯焊接于鉆管上。焊接面為金剛石刀頭和鉆管連接部位。
[0042]具體地，金剛石刀頭粗加工制備步驟包括:金剛石刀頭胎體粉制備子步驟和燒結(jié)子步驟。
[0043]在金剛石刀頭胎體粉制備子步驟中，按照重量份計(jì)將35-71份的鐵粉末，15-42份的銅粉末和3-12份的鈷粉末進(jìn)行混料，得到金剛石刀頭的過渡層的胎體粉；按照重量百分比計(jì)將40-75%的金屬粉末和25-60%的金剛石進(jìn)行混料，得到金剛石刀頭的工作層的胎體粉，其中，金屬粉末的成分按重量份計(jì)為:12-35份的鐵粉末，18-34份的鈷粉末，34-62份的銅粉末，2-5份的錫粉末。優(yōu)選地，原料銅粉末和鐵粉末預(yù)先進(jìn)行了還原處理。此時(shí)焊接面為金剛石刀頭的過渡層和鉆管連接部位。
[0044]在按照重量份計(jì)將35-71份的鐵粉末，15-42份的銅粉末和3_12份的鈷粉末進(jìn)行混料時(shí)還加入酒精，混料時(shí)間不少于4小時(shí)(比如4h、5h、6h);在按照重量百分比計(jì)將40-75%的金屬粉末和25-60%的金剛石進(jìn)行混料時(shí)還加入甘油和酒精，混料時(shí)間不少于2小時(shí)(比如2h、3h、4h)。混料時(shí)加入甘油利于金剛石在金屬粉末中均勻分布。
[0045]在金剛石刀頭的工作層胎體粉制備中，甘油和酒精的用量分別為金屬粉末和金剛石質(zhì)量之和的0.5% -1.5%,1% _2%，優(yōu)選為1%，1.5%。
[0046]在金剛石刀頭的過渡層胎體粉制備中，酒精的用量為鐵鈷銅粉(即鐵粉末、銅粉末和鈷粉末)質(zhì)量之和的I % _2%，優(yōu)選為1.5%。
[0047]在燒結(jié)子步驟