申請?zhí)枺?01610657120.8
　　申請人：中國石油大學(xué)（華東）
　　發(fā)明人：杜玉昆 王瑞和 陳曉誠 陳奕鑫 白殿剛 趙博

　　摘要：本發(fā)明涉及鉆頭制備領(lǐng)域，具體涉及一種新型鉆頭的制備方法。所述方法包括以下步驟：a、原料選取及混配：所述原料包括金剛石粉、鈦粉、石墨烯、鎳、二氧化鈦、及催化劑；b、按照步驟a所述的原料組成稱取原料，通過三維高速攪拌及電磁攪拌相互結(jié)合的方法進(jìn)行攪拌，在攪拌過程中，先進(jìn)行電磁攪拌，再進(jìn)行三維高速攪拌；c、然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內(nèi)成模；d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成；e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓得到金剛石復(fù)合片，加工成型獲得鉆頭雛形；f、對鉆頭雛形進(jìn)行加工鍍膜，完成制備。 　　主權(quán)利要求：1.一種鉆頭的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：a、原料選取及混配：所述原料包括金剛石粉、鈦粉、石墨烯、鎳、二氧化鈦、及催化劑；b、按照步驟a所述的原料組成稱取原料，通過三維高速攪拌及電磁攪拌相互結(jié)合的方法進(jìn)行攪拌，在攪拌過程中，先進(jìn)行電磁攪拌，再進(jìn)行三維高速攪拌；c、然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內(nèi)成模；d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成；e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復(fù)合片，加工成型獲得鉆頭雛形；f、對鉆頭雛形進(jìn)行加工鍍膜，將鉆頭雛形清洗干凈后，置于真空室內(nèi)，將真空室抽至低真空10-4Pa數(shù)量級，應(yīng)用濺射設(shè)備進(jìn)行鍍膜作業(yè)，完成制備。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，步驟a中的所述金剛石粉、鈦粉、石墨烯、鎳、二氧化鈦、及催化劑粉的重量份數(shù)比為100-120：80-90：0.8-1.4：8-10：9-11：4-9；所述金剛石粉的顆粒尺寸為100-200nm，所述鈦粉的顆粒尺寸為300-500nm；所述石墨烯、鎳及二氧化鈦的粒徑不大于5×10-3mm。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，所述催化劑粉包括納米氧化銅粉末、納米碳化硅粉末及氧化鋯粉末，所述納米氧化銅粉末、納米碳化硅粉末及氧化鋯粉末的添加重量份比例為：20-30：15-17：2-3。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，所述納米氧化銅粉末的粒徑為100-200nm；所述納米碳化硅粉末的粒徑為130-150nm；所述氧化鋯粉末的粒徑為100-200nm。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，步驟b中所述電磁攪拌的時長為1-1.2h，所述三維高速攪拌的時長為2-2.5h。
　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，所述三維高速攪拌過程中的攪拌速度為500-800r/min，壓強(qiáng)在1.3-2MPa，室溫下進(jìn)行攪拌；攪拌完成后，后另外加入重量份為5-6的混合助劑，將其原料和混合助劑裝入碳合成模中，所述混合助劑為硼。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，步驟c在真空爐內(nèi)成模中保持30-40分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.002-0.01Pa，溫度為80-90℃。
　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，步驟d高溫高壓合成過程中控制電流為200-300A，加熱時間為40-50s，壓力為0.8-1.2萬公斤，保壓時間為120-140s。
　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，所述鍍膜作業(yè)包括如下步驟，注入氬氣，并加熱至40-50℃，真空室壓力上升至100Pa數(shù)量級，開啟濺射系統(tǒng)進(jìn)行鍍膜，其中濺射系統(tǒng)上的濺射電極為混合有銅、鈦及銀銅鈦合金，并所述銅、鈦及銀銅鈦合金重量比為1-3∶1-3∶94-98。
　　10.一種新型鉆頭，應(yīng)用上述權(quán)利要求1-9任意之一所述的制備方法制備獲得的，其特征在于，所述鉆頭由以下原料制備而成：金剛石粉、鈦粉、石墨烯、鎳、二氧化鈦、及余料，所述金剛石粉、鈦粉、石墨烯、鎳、二氧化鈦、及余料的重量份數(shù)比為100-120∶80-90∶0.8-1.4∶8-10∶9-11∶4-9；所述預(yù)料包括納米氧化銅粉末、納米碳化硅粉末及氧化鋯粉末，所述納米氧化銅粉末、納米碳化硅粉末及氧化鋯粉末的重量份比例為：20-30∶15-17∶2-3。