针状硬质合金钻头是一种钻头。

针状硬质合金钻进是改革开放以来我国钻探工程发展起来的一项新技术。在中硬岩层中使用这种技术，比普通硬质合金和钢粒钻进具有效率高、质量好、成本低、钢材消耗少等优越性。针状硬质合金钻进与金刚石钻进配套实施分层钻进，对于大力推广小口径金刚石钻进具有重要的意义。

1、钻进效率高

针状硬质合金钻头有自磨出刃的特点，克取岩石的自由面多，有利于破碎岩石。在6~7级岩层中钻进，比普通硬质合金钻进提高效率1倍左右。

2、钻孔质量好

孔径规则均匀，钻孔弯曲度小。6~7级石灰岩岩心采取率可达80%~90%。

3、钻头寿命长

Φ56mm针状合金钻头在7级石灰岩地层钻进，平均钻头寿命9.92m，比普通硬质合金钻头寿命高3~5倍，最高钻头寿命达23.98。

4、钢材消耗少

针状合金钻进，每米进尺钻头与磨料成本比普通硬质合金钻进减少60%。

5、钻头材料来源可重复使用

钻头制造成本低，一个钻头可重复使用2~3次。

6、操作方便

劳动强度小，孔内清洁，安全性比较好。

7、能与金刚石钻头配合，实施分层钻进

在某些6~7级与部分8级岩层使用针状合金钻进，能取得较好的效果，扩大了硬质合金钻进的应用范围。

针状硬质合金钻头是把烧结好的针状合金块镶焊到空白钻头上。它由针状合金、胎体和钻头体三部分组成。

1、针状合金部分

针状合金部分即硬质点，它包镶在胎体内，是钻头的刃部，是克取岩石的主要工具。

2、胎体

胎体是包镶针状合金的一种假合金，也称胎体。胎体是用粉末冶金法制成的。制造胎体、保证胎体质量是制造钻头的关键。

3、钻头体

钻头体是钻头的钢体部分。胎体镶焊在钻头体上。针状合金钻头与普通合金钻头相比，有三个显著特点。

（1）多刃：针状合金作为硬质点，均匀分布在胎体内和钻头唇部，比普通合金钻头刃尖多。钻进时，岩石有较多的自由面，有利于钻头克取岩石。岩石易形成体积破碎，因而机械钻速较高，能钻进普通合金钻进难以钻进的较硬岩层。

（2）自磨出刃：钻进中，胎体随着针状合金的不断磨耗而相应磨耗，从而形成自磨出刃。钻头唇部面积始终保持不变，直到针状合金磨完为止。与普通合金钻头相比，钻头刃部不存在磨钝问题，因而钻速稳定，钻头寿命长。

（3）合金不易崩落：胎体将针状合金牢固包镶。钻进中合金始终保持微露，所以不易崩落，能保证钻头有效克取岩石。

针状硬质合金钻头的制造

针状硬质合金钻头的制造基本分为两个过程：合金块的加工和钻头半成品的组装。

1.针状合金块的加工

针状合金块使用的牌号有 YG8、YG6、YG4C、YA6 等。抗弯强度大于1.4GPa ，硬度HRA 大88于 。针状合金块直径1.8~2.2mm ，针状合金块长度10~16mm。钻头的外径与内径采用长度12~16mm的合金，有利于保径。胎体唇面中间采用长度10~12mm的合金。胎体材料用铁 粉、铜粉与硬脂酸锌等粉末原料均匀混合而成。铁粉在胎体中起骨架作用，铜粉为粘结金属，烧结时将铁粉颗粒粘连在一起，并能很好地焊接针状合金。硬脂酸锌是 润滑剂，能提高胎体成型性能。胎体配方：铁粉70%~80% 、铜粉30%~20%，硬脂酸锌加入混合总量的0.5%~1% 。

2.钻头的组装

按照不同直径将胎体与钻头体进行组装和镶焊。根据配套钻具的需要可采用下表所示的钻头直径系列的具体尺寸。

钻头组装标准表

钻头组装时，应注意下面几个问题：

（1）钻头体上镶嵌胎块的槽，可在铣床或刨床上加工，其宽度应与胎体宽度相吻合，不必留任何间隙。

（2）应该将厚度相同的胎块镶嵌在同一钻头上。保证各胎块内外径一致，防止内外径磨损过快，影响钻头使用寿命。为此，应采用心子定位法。

（3）认真测量钻头外径，其误差应控制在0.3mm以内。

（4）镶焊温度应控制在930~1100℃。喷枪火焰不得直接对住胎体，以免破坏胎体性能。