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　　申请号：201610657120.8
　　申请人：中国石油大学（华东）
　　发明人：杜玉昆 王瑞和 陈晓诚 陈奕鑫 白殿刚 赵博

　　摘要：本发明涉及钻头制备领域，具体涉及一种新型钻头的制备方法。所述方法包括以下步骤：a、原料选取及混配：所述原料包括金刚石粉、钛粉、石墨烯、镍、二氧化钛、及催化剂；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料，通过三维高速搅拌及电磁搅拌相互结合的方法进行搅拌，在搅拌过程中，先进行电磁搅拌，再进行三维高速搅拌；c、然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内成模；d、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成；e、高温高压合成后进行卸压，卸压得到金刚石复合片，加工成型获得钻头雏形；f、对钻头雏形进行加工镀膜，完成制备。 　　主权利要求：1.一种钻头的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、原料选取及混配：所述原料包括金刚石粉、钛粉、石墨烯、镍、二氧化钛、及催化剂；b、按照步骤a所述的原料组成称取原料，通过三维高速搅拌及电磁搅拌相互结合的方法进行搅拌，在搅拌过程中，先进行电磁搅拌，再进行三维高速搅拌；c、然后将装有原料和催化剂的碳合成模放入真空炉内成模；d、将步骤b抽真空加热后得到的半成品放入金刚石六面顶压力机中进行高温高压合成；e、高温高压合成后进行卸压，卸压后覆盖在合金基体上得到金刚石复合片，加工成型获得钻头雏形；f、对钻头雏形进行加工镀膜，将钻头雏形清洗干净后，置于真空室内，将真空室抽至低真空10-4Pa数量级，应用溅射设备进行镀膜作业，完成制备。
　　2.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，步骤a中的所述金刚石粉、钛粉、石墨烯、镍、二氧化钛、及催化剂粉的重量份数比为100-120：80-90：0.8-1.4：8-10：9-11：4-9；所述金刚石粉的颗粒尺寸为100-200nm，所述钛粉的颗粒尺寸为300-500nm；所述石墨烯、镍及二氧化钛的粒径不大于5×10-3mm。
　　3.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，所述催化剂粉包括纳米氧化铜粉末、纳米碳化硅粉末及氧化锆粉末，所述纳米氧化铜粉末、纳米碳化硅粉末及氧化锆粉末的添加重量份比例为：20-30：15-17：2-3。
　　4.根据权利要求3所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化铜粉末的粒径为100-200nm；所述纳米碳化硅粉末的粒径为130-150nm；所述氧化锆粉末的粒径为100-200nm。
　　5.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，步骤b中所述电磁搅拌的时长为1-1.2h，所述三维高速搅拌的时长为2-2.5h。
　　6.根据权利要求5所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，所述三维高速搅拌过程中的搅拌速度为500-800r/min，压强在1.3-2MPa，室温下进行搅拌；搅拌完成后，后另外加入重量份为5-6的混合助剂，将其原料和混合助剂装入碳合成模中，所述混合助剂为硼。
　　7.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，步骤c在真空炉内成模中保持30-40分钟；所述真空炉内真空度为0.002-0.01Pa，温度为80-90℃。
　　8.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，步骤d高温高压合成过程中控制电流为200-300A，加热时间为40-50s，压力为0.8-1.2万公斤，保压时间为120-140s。
　　9.根据权利要求1所述的一种钻头的制备方法，其特征在于，所述镀膜作业包括如下步骤，注入氩气，并加热至40-50℃，真空室压力上升至100Pa数量级，开启溅射系统进行镀膜，其中溅射系统上的溅射电极为混合有铜、钛及银铜钛合金，并所述铜、钛及银铜钛合金重量比为1-3∶1-3∶94-98。
　　10.一种新型钻头，应用上述权利要求1-9任意之一所述的制备方法制备获得的，其特征在于，所述钻头由以下原料制备而成：金刚石粉、钛粉、石墨烯、镍、二氧化钛、及余料，所述金刚石粉、钛粉、石墨烯、镍、二氧化钛、及余料的重量份数比为100-120∶80-90∶0.8-1.4∶8-10∶9-11∶4-9；所述预料包括纳米氧化铜粉末、纳米碳化硅粉末及氧化锆粉末，所述纳米氧化铜粉末、纳米碳化硅粉末及氧化锆粉末的重量份比例为：20-30∶15-17∶2-3。