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　　申請號：201610657120.8
　　申請人：中國石油大學（華東）
　　發明人：杜玉昆 王瑞和 陳曉誠 陳奕鑫 白殿剛 趙博

　　摘要：本發明涉及鉆頭制備領域，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合的方法進行攪拌，在攪拌過程中，先進行電磁攪拌，再進行三維高速攪拌；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中進行高溫高壓合成；e、高溫高壓合成后進行卸壓，卸壓得到金剛石復合片，加工成型獲得鉆頭雛形；f、對鉆頭雛形進行加工鍍膜，完成制備。 　　主權利要求：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合的方法進行攪拌，在攪拌過程中，先進行電磁攪拌，再進行三維高速攪拌；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中進行高溫高壓合成；e、高溫高壓合成后進行卸壓，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復合片，加工成型獲得鉆頭雛形；f、對鉆頭雛形進行加工鍍膜，將鉆頭雛形清洗干凈后，置于真空室內，將真空室抽至低真空10-4Pa數量級，應用濺射設備進行鍍膜作業，完成制備。
　　2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，壓強在1.3-2MPa，室溫下進行攪拌；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.根據權利要求1所述的一種鉆頭的制備方法，其特征在于，步驟c在真空爐內成模中保持30-40分鐘；所述真空爐內真空度為0.002-0.01Pa，溫度為80-90℃。
　　8.根據權利要求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.根據權利要求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數量級，開啟濺射系統進行鍍膜，其中濺射系統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，應用上述權利要求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、及余料的重量份數比為100-120∶80-90∶0.8-1.4∶8-10∶9-11∶4-9；所述預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。