目前

，國內(nèi)PDC鉆頭生產(chǎn)普遍采用粉末冶金制作鉆頭體，再將PDC切削齒鑲焊在鉆頭體上。用這種方法制作的鉆頭體，冠部是由預(yù)先制作好的組合模具來成型的。因此，鉆頭體的冠部形狀和尺寸完全取決于組合模具。而傳統(tǒng)的組合模具的底模是采用石墨棒料經(jīng)機(jī)械加工、劃線，再經(jīng)手工雕刻修磨PDC支撐體凹坑和水口塞等復(fù)雜部位等工序來完成的。這種方法雖然能加工各種形狀、規(guī)格及大小的底模，但工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，精度難以滿足設(shè)計(jì)要求，且一致性差，嚴(yán)重制約了燒結(jié)式PDC鉆頭的生產(chǎn)和發(fā)展。

煤炭科學(xué)研究總院西安分院經(jīng)過近1a的努力，成功地研究了一套冷壓成型工藝

，解決了燒結(jié)式PDC鉆頭批量生產(chǎn)時(shí)底模成型存在的問題，取得了較好的效果。

成型工藝這種新成型工藝是將選定的材料

，用鋼模壓制成與PDC鉆頭唇面完全相同的陰模作為燒結(jié)鉆頭體用的底模。其特點(diǎn)是：工藝過程簡單，易于操作;對設(shè)備沒有特殊要求，無需加熱設(shè)備;鋼模不需耐熱，可以反復(fù)使用;壓制的廢品能及時(shí)回收。該工藝的關(guān)鍵是底模材料的選擇，配比的確定以及壓制工藝流程。

材料的選擇

PDC鉆頭底模材料要求在高溫下對鉆頭胎體性能不產(chǎn)生任何影響;具有一定的強(qiáng)度

，在承受一定的壓力時(shí)不產(chǎn)生變形或破壞;易于退模、清理。

石墨作為一種中間物，在高溫下具有優(yōu)良的綜合性能：與大部分熔融金屬不反應(yīng);在高溫狀態(tài)下不變形

，且隨本身溫度的升高其導(dǎo)熱、強(qiáng)度還有明顯提高;耐熱沖擊性好，模具的幾何尺寸穩(wěn)定，易獲得較高精度形面制品;在燒結(jié)過程中產(chǎn)生CO氣體能形成保護(hù)氛圍，使得鉆頭胎體在高溫下處于還原環(huán)境中。鑒于石墨的這些優(yōu)良性能，選擇石墨粉作為制作底模的主要原材料，在此基礎(chǔ)上再增加一些輔助材料和粘結(jié)劑。

材料選方成型

底模必須在常溫和高溫(1200)下都具有一定的強(qiáng)度

，以保證鉆頭體的精度;其次是具有足夠的表面光潔度，沒有裂紋，掉邊角等缺陷。根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)了7種底模成型配方，經(jīng)12MPa的壓力壓制、500550烘干、篩選試驗(yàn)，最終確定了底模材料配方