为什么要用金刚石做钻头
金刚石钻头使用步骤
金刚石钻头的特点1钻探本钱比较低，因此得到越来越广泛的应用。
2施工劳动强度比较轻；3钻孔质量好；4钻头效率高；5主要用于钻头硬岩和坚硬岩石，也可钻头软—中硬岩石金刚石钻头使用须知一．金刚石钻头钻前准备1、检查上一只金刚石钻头是否存在有钻头体损坏，掉齿等，确定井底清洁，无落物。
2、小心搬运金刚石钻头，shenhua20将金刚石钻头放置在橡胶垫或木板上。
禁止把金刚石钻头直接放置在铁板上。
3、检查金刚石钻头切削齿是否有损伤，金刚石钻头内是否有异物，喷嘴孔内是否有O型密封圈，根据需要安装喷嘴。
二．金刚石钻头上扣1、清理金刚石钻头公扣或母扣并涂抹丝扣油。
2、将卸扣器卡在金刚石钻头上，放下钻柱使之与公扣或母扣接触上扣。
3、把金刚石钻头和卸扣器一起放入转盘补心，然后按照推荐上扣扭矩值旋紧丝扣。
三．下钻1、下放金刚石钻头要慢，通过转盘，防喷器，山东中煤套管悬挂器尤其要缓慢，以保护好切削齿。
2、注意上次起钻时出现的遇阻井段，下钻过程中遇到缩径和狗腿时应使钻头缓慢通过。
3、距井底约1根单根时开始以50~60rpm的钻速旋转并开泵一额定排量冲洗井底。
4、注意观察指重表和扭矩使金刚石钻头平稳接触井底。
四．金刚石钻头划眼1、不推荐使用金刚石钻头进行井段划眼。
2、如必须进行划眼时，应以额定排量，缓慢低扭矩划眼。
五．金刚石钻头造型1、保持额定排量，下放金刚石钻头至井底。
2、采用缓慢钻进至少1m，以建立井底模型。
3、以每次10kN的增加量将钻压增至正常钻进，严禁加压过猛，造成金刚石钻头的先期破坏。
4、保持钻压恒定调整钻速以便获得钻进参数组合。
六．金刚石钻头正常钻进1、在遇到研磨性强或硬砂泥岩时，降低钻速以延长金刚石钻头寿命。
2、遇到地层变化或夹层时调整钻速和金刚石钻头以保持较好的钻井效能。
3、每次接单根注意以下几点：3．1 恢复泵冲数并检查立管压力。
3．2 在金刚石钻头接触井底前开泵，以50~60rpm的钻速缓慢下放金刚石钻头至井底。
论述金刚石刀具超精密切削的机理丶条件和应用范围
金刚石刀具超精密切削的机理丶条件和应用范围
金刚石刀具是超精密切削中常用的刀具材料，其切削机理、条件和应用范围如下：
1.切削机理：
⏹金刚石刀具的切削刃非常锋利，在切削过程中能够实现“切入式切削”，
使切削力大大减小。
⏹金刚石的硬度极高，切削时不易被工件材料磨损，能够保持良好的切削刃
形状。
⏹金刚石的传热性能极佳，能够快速地将切削热量传递出去，从而降低切削
温度，减少热损伤。
1.切削条件：
⏹刀具刃口半径：为了实现超精密切削，需要将刀具的刃口半径减小到亚微
米级，以提高切削的精度和表面粗糙度。
⏹切削用量：为了减小切削力和热量，需要选择较小的切削深度和进给速度，
以提高切削效率。
⏹工件材料：金刚石刀具适用于加工各种硬材料，如淬火钢、硬质合金等。
但是，对于一些韧性较大的材料，需要进行预处理或选择其他刀具材料。
1.应用范围：
⏹金刚石刀具广泛应用于超精密切削领域，如光学零件、轴承、硬盘磁头、IC
芯片等高精度、高表面质量的零件加工。
⏹在加工过程中，金刚石刀具还可以用于制作各种微细结构，如微孔、微槽
等。
综上所述，金刚石刀具的超精密切削需要满足一定的条件，并具有广泛的应用范围。
金刚石钻头生产工艺
金刚石钻头生产工艺
金刚石钻头是利用金刚石的高硬度制成的一种用于石材、混凝土等硬质材料的切削工具。
金刚石钻头的生产工艺主要包括原料选择、制备金刚石颗粒、钻头的结构设计和制造等环节。
首先，在金刚石钻头的生产过程中，原料的选择非常重要。
一般选择高纯度的人造金刚石或者天然金刚石作为原料。
天然金刚石因为资源的稀缺性，价格昂贵，一般生产中更多使用人造金刚石。
其次，原料制备是金刚石钻头生产工艺的重要环节。
制备金刚石颗粒是金刚石钻头制备的关键步骤之一。
首先将原料进行表面清洗，以去除表面的污垢和杂质。
然后将清洗后的原料放入超高温炉中进行高温燃烧处理，使原料中的非金刚石结晶转变为金刚石结晶。
经过多次循环的燃烧处理，最终得到颗粒状的金刚石。
接下来是钻头的结构设计。
钻头的结构设计根据具体的使用要求和材料特性进行选择。
金刚石钻头通常由两个主要部分组成，即刀头和刀体。
刀头是由金刚石颗粒焊接在刀体上。
刀头一般采用钨钴合金或钢作为刀体材料。
刀头的设计包括刀头的几何形状、刀面的排列方式和刀刃数量等。
最后是钻头的制造。
钻头的制造主要包括焊接、砂轮修整和磨刃等环节。
首先将金刚石颗粒通过熔焊、电焊等技术固定在刀体上。
然后通过砂轮修整，使刀头的形状和尺寸达到要求。
最后进行磨刃处理，提升钻头的切削性能和使用寿命。
总的来说，金刚石钻头的生产工艺包括原料选择、制备金刚石颗粒、结构设计和制造等环节。
通过科学的生产工艺，可以制备出性能稳定、质量可靠的金刚石钻头，满足不同使用环境和材料要求的切削需求。
PDC使用注意
PDC钻头使用技术探索一.PDC钻头的主要特点1.PDC钻头所采用的聚晶金刚石复合片是由薄层人造金刚石和碳化钨片基体组成的，该复合片经高温高压粘合为不可分割的整体，金刚石层由许多小晶粒组成，晶粒以不规则的方式组合在一起，使复合片的强度和耐磨性达到最佳。
与牙轮钻头靠牙齿对岩石的冲击、压碎作用破碎岩石不同，PDC钻头主要依靠切削齿对岩石的剪切作用破碎岩石，利用剪切作用破碎岩石比压裂作用破碎岩石所需能量小得多，所以PDC钻头能以很小的钻压实现更有效的钻进，这一点对井斜的控制尤为重要。
2.PDC钻头在钻进中磨损缓慢而且具有自锐性，所以钻头在使用寿命期内，可保持切削齿锐利，可一直保持较高的机械钻速。
3. PDC钻头没有活动部件，所以钻头使用寿命长，没有金属物落井的危险。
4. PDC钻头依靠剪切作用破碎岩石，井底压差对钻头破碎岩石影响小，因而有利于在深井、高密度钻井液条件下获得较高的机械钻速。
5. PDC钻头对提高钻速、降低成本是十分有利的，但也有一些缺点：一是使用范围有局限性，对地层的选择性太强，一般只适宜在砂、泥岩地层使用；二是价格较高，有时使用PDC钻头在经济上不一定合算。
二. 根据地层特性选型地层硬度表1．地层级别为1—2的软地层，选用排屑空间大，清洗条件好，复合片直径不小于19毫米的大复合片钻头。
2．地层级别为3的软地层，选用低密度布齿，排屑空间大的常规复合片金刚石钻头或相当的大复合片金刚石钻头。
3．地层级别为4的软地层和5的中硬地层，选用中密度布齿或高密度布齿，排屑空间适中的常规复合片金刚石钻头。
4．对于含硬夹层的软--中硬地层，选用混合齿（热稳定聚晶金刚石和常规复合片金刚石）钻头和抗回旋钻头等。
5．对于易缩径地层，选用双心或偏心钻头；6．含砾或高研磨性岩石地层，不宜选用PDC钻头。
三.PDC钻头使用中易出现的问题及对策1.泥包问题。
产生钻头泥包现象的原因一般是泥浆性能差和操作不当所至，表现为泥浆高粘切、送钻切菜式，建议所用钻井液流变性要好，粘切一定要低，送钻力求均匀。
金刚石钻头行业标准
金刚石钻头行业标准概述金刚石钻头是一种常用于切割和钻孔的工业工具。
它由金刚石颗粒和金属结合剂构成，具有极高的硬度和耐磨性。
金刚石钻头行业标准旨在规范金刚石钻头的生产和使用，确保其质量和性能符合行业要求。
1. 产品分类根据不同的用途和结构特点，金刚石钻头可以分为以下几类：•金刚石冠齿钻头：常用于岩石和混凝土等材料的开孔。
•金刚石钻芯钻头：用于在建筑和工程领域进行取心采样。
•金刚石丝锯钻头：适用于大理石、花岗岩等石材的切割。
•金刚石螺旋钻头：常用于钻取煤矿、油井和地下工程等。
2. 产品要求金刚石钻头在生产过程中，需要符合以下要求：•选材标准：金刚石钻头选用的金刚石颗粒和金属结合剂应符合国家有关标准。
•结构设计：钻头的结构设计应合理，确保切削效果和使用安全。
•尺寸精度：钻头的尺寸精度应符合规定的工艺要求。
•表面质量：金刚石钻头的表面应光滑，无裂纹和其他缺陷。
3. 产品性能金刚石钻头的性能指标如下：•硬度：金刚石钻头的硬度应达到一定的标准，以保证切削效果。
•耐磨性：金刚石钻头应具有良好的耐磨性，能够在长时间使用中保持切削效果。
•导热性：金刚石钻头应具有较高的导热性，以避免过热而引起断裂。
•抗压强度：金刚石钻头需要具备足够的抗压强度，以适应高压下的工作环境。
4. 生产工艺金刚石钻头的生产包括以下步骤：1.材料准备：选用合格的金刚石颗粒和金属结合剂作为原材料，并按照一定比例混合。
2.成型：将混合物注入到模具中进行压制，形成钻头的初始形状。
3.烧结：将成型的钻头置于高温下进行烧结，使金属结合剂固化，并使金刚石颗粒与金属结合。
4.修整和研磨：对烧结后的钻头进行修整和研磨，以达到所需的尺寸和表面质量。
5.检测和包装：对钻头进行质量检测，合格后进行包装。
5. 使用与维护为了确保金刚石钻头的使用寿命和效果，需要进行正确的使用和维护：•选择合适的钻头：根据具体工作条件和要求，选择合适类型和尺寸的钻头。
•使用润滑剂：在钻孔过程中，使用润滑剂可以减少磨损和提高切削效率。
分析金刚石钻头的结构及特点
金刚石钻头的结构及特点长沙清泉钻机有限公司为您详细解析分析金刚石钻头的结构及特点1、总体结构金刚石材料钻头属一体式钻头，整个钻头无活动部件，主要有钻头体，冠部，水力结构（包括水眼或喷嘴、水槽亦称流道，排屑槽），保径、切削刃（齿）五部分金刚石钻头的冠部是钻头切削岩石的工作部分，其表面（工作面）镶装有金刚石材料切削齿，并布置有水力结构，其侧面为保径部分（镶装保径齿）它和钻头体相连，由碳化钨胎体或钢质材料制成。
钻头体是钢质材料体，上部是丝扣和钻柱相连接，其下部与冠部胎体连结在一起（钢质的冠部则与钻头体成为一个整体）。
金刚石材料钻头的水力结构分为两类。
一类用于天然金刚石钻头和TSP钻头，这类钻头的钻井液从中心水孔流出，经钻头表面水槽分散到钻头工作面各处冷却、清洗、润滑切削齿，最后携带岩屑从侧面水槽及排屑槽流入环形空间。
另一类用于PDC钻头，这类钻头的钻井液从水眼中流出，经过各种分流元件分散到钻头工作面各处冷却、清洗、润滑切削齿。
PDC 钻头的水眼位置和数量根据钻头结构而定。
金刚石材料的保径部分在钻进时起到扶正钻头、保证井径不致缩小的作用，采用在钻头侧面镶装金刚石的方法达到保径目的。
2、金刚石材料钻头的切削齿材料金刚石钻头切削齿材料分为天然金刚石和人造金刚石两大类。
金刚石为碳的结晶体，晶体结构为正四面体，碳原子之间以共价键相连，结构非常稳定，典型的品形有立方体、八面体和十二面体等。
金刚石是人类目前所知材料中最硬、抗压强度最强、抗磨损能力最高的材料，因此它是作为钻头切削刃最理想的材料。
但是，金刚石作为钻头切削刃材料也存在较大的弱点。
第一，它的脆性较大，遇到冲击载荷会引起破裂。
第二，它的热稳定性较差，在高温下金刚石燃烧变为二氧化碳和一氧化碳（碳化），在空气中约在455～860℃之间，金刚石就要出现石墨化燃烧；在惰性或还原性气体中不会氧化，但在约1430℃时，金刚石晶体会突然爆裂而变成石墨。
因此金刚石钻头的设计、制造和使用中须避免金刚石材料经受高的冲击载荷并保证金刚石切削齿的及时冷却。
6.1 金刚石、石墨、碳60
金刚石
石 墨
无色 透明、 正八面体形状 外观 的固体，加工 后有夺目光泽 天然最硬的物 硬度 质 导电性 不导电
导热性 无 用途
深灰色、有金属 光泽、细鳞片状 固体
最软的矿物质之 一 良好 良好
思考：都是 由碳元素组 成的单质， 物理性质为 什么会有如 此大的差异？
钻石、钻探机 铅笔芯、电极、 的钻头、切割 电刷等 玻璃等
铅笔小知识
铅笔上的“B”是英文“Black”的第一个字母， 在铅笔中表示“软”；“H”是英文“Hard”的第 一个字母，在铅笔中表示“硬”。铅笔为什么有 软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨 做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石 墨粉末中掺进一些粘土 粉末以增加硬度。粘土掺 得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越 软。 想一想，“6B”、“6H”与“HB”三种类型的 铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？
思考： 回忆木炭在充足的氧气中燃烧时所产 生的现象，并写出该反应的化学方程式。 现象：
剧烈燃烧，放出大量的热，产生能使澄 清石灰水浑浊的气体
猜想：
C+O2====CO2 （氧气充足）
点燃
从上述反应中你能得出，在高温下，碳 具有怎样的化学性质？
2、碳具有可燃性
反应物相同，生成物不一定不同。 相同反应物，在不同条件下生成物不同。
C60分子由60个碳原子构成，分子形似足球，又名 足球烯。这种足球结构的分子很稳定。它应用于 材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。
C70
碳纳米管
同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。
金刚石
石墨
C60
活动二：认识生活中常见的含碳单质的物质
活 木 性 炭 炭
焦炭 炭黑
金刚石工具基础知识
3.金刚石工具
金刚石工具是金刚石颗粒与金属、树脂等 结合剂混合按一定工艺而成的一种特殊的复合 材料。由于建材工业的发展，对金刚石工具的 使用也越来越广泛，这也使对工具的生产从经 济和性能上都有很高的要求。而提高金刚石工 具性能的关键是制品的耐磨，同时保持锋利性。
3.1金刚石工具的结构： • 金刚石＋金属粉末＝刀头（主要技术） • 刀头＋基体（刚体）＝金刚石锯片（钻头、 磨盘）
3.2金刚石工具的分类 • 按用途划分 钻头类 锯片类 磨削类 即“钻、切、 磨”工具。 • 按制作工艺划分 烧结类 焊接类 电镀制品等 • 按结合剂划分 金属结合剂 树脂结合剂 陶瓷结合剂 等
3.3金刚石工具的浓度概念
定义金刚石在胎体中体积比为25％时浓度为100％。 浓度是金刚石工具的重要特性之一，对工具的效率、 寿命和加工效果有很大的影响。一般金刚石浓度高，则 单位工作层面积上的金刚石颗粒数就多，每个磨粒的受 力就小，切入工件的深度小，金刚石不易破碎和脱落， 反而容易被磨平和抛光，宏观表现为效率低、寿命长； 金刚石浓度低，每个磨粒有更大的切入压力，切入深， 金刚石易破碎和脱落，工具表现为效率高、寿命低。 通常，锯切工具的金刚石浓度多选在10%~45%；钻 探工具、烧结金属结合剂金刚石磨具多选50%~125%浓度； 树脂金刚石磨具的浓度多选50%~100%；陶瓷金刚石磨具 多选75%~150%浓度；电镀其生成方式分为天然金刚石和人
工合成金刚石，用于金刚石工具制作的一般是
人工合成金刚石。也称作工业金刚石。
其密度为3.52g/cm3， 其质量单位一般情况
用“克拉”表示，1克拉＝0.2克。 人造金刚石的粒度（颗粒大小）一般用 “目”表示 。人造金刚石常见粒度为25/30、 30/40、40/45、45/50、50/60、60/70… …
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金刚石切削原理图
金钻金刚石钻头切削原理图
文章来源：
四、金刚石未来发展趋势
总之，金刚石最为最硬的物质，在未来 一个世纪，其作为切削具的主要原料的地位是 无法撼动的，而金刚石钻头也只是其众多应用 中的的一个而已。
讲课结束
谢谢大家！
下一讲：金刚石钻头的保径简介
第三讲 为什么要用金刚石做钻头
文章来源：
主 要 内 容
一、金刚石在切削具中应用 二、金刚石的性质 三、金刚石制作钻头使用效果 四、金刚石未来发切削具中应用
在我们日常生活中，其实金刚石钻头离 我们并不远。比如我们安装空调需要钻墙孔， 用到的就是金刚石工程薄壁水钻头，它是将烧 结好的金刚石到头焊接在薄壁管上，形成的圆 孔钻头。再比如我们装修时使用的瓷砖切割锯 片，严格意义上来讲它不属于钻头，属于锯片 类，但它的工作原理和钻头相当，也是通过金 刚石进行瓷砖的切割。那么，为什么我们要选 用金刚石来制作金刚石钻头呢？
文章来源：
常见几种金刚石切削具
金刚石砂轮
瓷砖金刚石锯片
金钻金刚石钻头
玻璃金刚石钻头
文章来源：
二、金刚石的性质
要解答上面的问题（今天我们只探讨地 质金刚石取芯钻头），首先要了解金刚石，金 刚石是自然界中存在的已知的最硬的物质，这 个就为它成为我们制作钻头的首选提供了先天 条件。金刚石不仅硬，而且天然就存在多个棱 角，根据棱角的不同，强度稍有差别，棱角的 存在是形成切割的前提条件。其次，金刚石的 抗压强度和耐热程度都是很多金属类不能媲美 的。有了上述两个优点，选择金刚石作为制作 金刚石钻头的主要原料是大势所需。
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国内常用金刚石种类
天然金刚石
人造金刚石
文章来源：
三、金刚石制作钻头使用效果
运用金刚石制作的地质金钻金刚石钻头 的效果如何呢？有了前面的理论基础，我们需 要用实践来证明理论的真假。地质金刚石取芯 钻头在适当的钻压下高速旋转，镶嵌在刀头的 金刚石露出部分棱角，对岩石进行切割，由于 金刚石出众的硬度和耐热抗压性能，使得金刚 石吃入岩石毫不费力，经过循环高速切削最终 达到整体进尺的目的，其效率是任何合金类钻 头无法比拟的。