CN103696695B - 一种海底石油麻花钻头及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明一种海底石油麻花钻头及其制备工艺。该钻头包括合金钻头体和骨架钢管，合金钻头体与骨架钢管是通过热压铸焊接形成一个整体，合金钻头体包括内圆钻筒和外圆钻筒，六个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的双层复合的麻花状排屑板，其中排屑板的迎刃面表层是挂镀有金刚石的极薄钢板制成，后面层是用主体合金粉，借助螺旋造型模具经热压铸制而成，在钻头的顶部设有锥形的起钻定位锥；外圆钻筒与内圆钻筒的上端面均开设有六个供水和排水的水槽，外圆钻筒的外侧面上均匀开设6个排粉浆液的凹槽。钻头主体合金中采用人造金刚石和铸造碳化钨颗粒为微小刃口的“自刃口”合金成分，本发明结构简单，刚性很好，生产工序短，成本较低，且钻头的应用范围广。

Description

一种海底石油麻花钻头及其制备工艺

技术领域

本发明属于金属材料中的粉末冶金产品的制备技术领域，特别是提供了一种海底石油麻花钻头的结构和制备工艺。

技术背景

随着汽油机的飞速发展，在各种汽车、飞机、轮船等一切动力机械中，对石油的需求量和依赖程度已达到惊人的地步。近150年来世界各国在陆基上的开探已近枯竭，逐渐转向海底。特别是近60年来的文献检索可知，西欧、东欧的很多石油公司进行了大规模的海底石油开采，在技术上取得了较大的进步。

众所周知，海底石油勘探比陆基勘探在技术上更加艰难。首先，“钻台”建设在深海的情况下十分困难，当水深超过500米时，往往采用“锚泊”船坞式的半活动钻台，钻台的固定很困难。另外，无形中增加了在水中无用段的钻杆长度。可以想象的是长度100米以上的、中间又有多节螺纹连接的钻杆，即使在低速旋转时，其钻杆的海底端头摆动也非常大，钻头离心冲击力很难控制住，必然给钻头带来致命的破坏作用。这种现象严重的影响了钻头的起始钻孔（定位孔）工作。同时，在海底石油勘探中，如果钻头寿命短势必要经常换新钻头，这时，80~90%的工作时间是用来“提放”钻杆，而且钻台上要有很大空间存放钻杆，这是海底石油勘探最忌讳的事。从上述情况可知，用于海底石油勘探的钻头，不但要求钻进速度快、寿命长，而且要求能在低速起钻时能自行打出定位孔。因此，海底石油钻头的技术要求远比陆基钻头更高。

我国的石油工业起步很晚，在海底石油普查和开采技术上远落后于美、英和东欧、西欧国家。特别是在海底石油普查钻头和油井开采钻头方面，既无专门的研究机构，也无相应的研制经费，致使我国的海洋石油钻探工作举步维艰。我国在1958年以后，随着新疆油田、大庆油田和河北油田等的开发，在石油钻头的研制工作上有了可喜的进步。先后研制了以硬质合金柱体、聚晶金刚石、立方氮化硼（BN）等为主要硬质材料，用表镶或孕镶工艺制成了焊接式的实体螺旋钻头、刮刀式钻头和借鉴欧美各国的牙轮钻头等。这些钻头在不同的地质条件下呈现了不同的钻探速度和使用寿命，它为我国石油工业的发展做出了巨大的、不可磨灭的贡献。

多少年来，对于石油工作者来说，都希望有一种能“一钻到底”的性能极佳的“宝刀钻头”。但长期的研究表明，钻头的钻进速度不仅与钻头的刃口材质性能有关，还与钻头的切削角度、几何形状有很大的关系。以往的经验认为，采用硬度和抗压强度极高的硬质合金和人造金刚石聚晶材料作为刃口材料是最优的选择方案。但是实际使用过程中发现，由上述材料制成的钻头的整体刃口，当遇到硬岩层时，刃口很容易磨钝，而新的刃口又不能自动暴露，从而使整个钻头很快丧失钻进性能。近30年的文献检索可知，在玉石切割圆片，岩石取芯钻头和土建施工上用的穿孔钻、大理石切割锯等上采用人造金刚石颗粒与铜粉用粉末冶金热压工艺制成的“自刃口型合金”钻头（或锯片，也称为无齿锯），在实际使用过程中，表现出比硬质合金柱体和金刚石聚晶体形成的整个刃口有更良好的切削钻进速度和使用寿命。上述事实，从材料学理论分析可知，上述自刃口合金中的金刚石颗粒主要起到提供微小刃口的作用。金属铜的作用，一是将金刚石颗粒粘结在一起，而且保证在低于900℃（金刚石破损温度）时能完成粘结任务；二是利用铜的性能较软，在切削过程中很容易被岩石磨损，从而将金刚石颗粒的（刃口）暴露出来，即“自刃口合金”特性。当这些金刚石颗粒的刃口被磨钝后，这些颗粒就会被抛弃（甩掉）随后下层金刚石颗粒的刃口又会暴露出来。显然，这种“自刃口合金”的钻头在遇到硬岩层时，能显现出优异的钻进速度和使用寿命。但是在遇到中软岩层或碎石岩层时，由于它没有明显的整体切削角（前角、后角），也没有整体明显的排屑面，而这些基本要求在金属切削加工中（如车床刀具、麻花钻）是十分严格的而且是必不可少的。遗憾的是，在近百年的石油钻头的研制过程中，人们并未从理论和观念上明确的认识到，在保持刃口有规定的几何形状（具有各种几何角度）与保持刃口的尖锐锋利性，两者是一对极难解决的矛盾。人们往往期望的是，钻头在使用过程中，在任何时刻内，既能保持锋利的刃口，又能始终保持刃口的几何形状（切削前角），这种钻头才能同时具有最优异的切削速度和最长的使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种结构简单、刚性好及钻进速度快的海底石油麻花钻头的新型结构及制备工艺。

1.本发明的技术方案是：本发明是一种海底石油麻花钻头的结构和制备技术。该钻头包括合金钻头体和骨架钢管，所述合金钻头体与骨架钢管之间采用粉末冶金热压焊接而固接。所述骨架钢管是通过内“T”型管状螺纹与外部空心钎管固接，以提供外动力和供水，排屑任务：其中所述合金钻头体上，包括有两个用钻头主体合金制成的（内、外）圆钻筒，以及在（内、外）圆钻筒内侧均匀的热压焊接有六个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的并有一定厚度的双层复合的麻花状排屑板，所述的双层麻花状排屑板的迎刃面表层，是用挂镀有金刚石的极薄钢板制成，另一层是用钻头主体合金粉，借助“内、外”圆前倾造型模具经压铸、焊接而成；在内筒麻花状排屑板中心柱的顶端设有一个锥形的初始钻定位锥。在所述的内、外圆钻筒上端，均匀的开设有六个一定宽度、高度的供，排水槽，在所述外圆钻筒的外侧面上均匀的开设有一定宽度、深度的排粉浆液槽。

麻花状排屑板的迎刃面（层）即“刃口薄钢板”是本发明提供的一种用“挂镀”的方法将人造金刚石颗粒牢固的粘结在螺旋形薄钢板上制成。这种粘满金刚石颗粒的螺旋形薄钢板，厚度只有0.5~1mm，它只能短时间承担麻花排屑板的整体锋利刃口（切削）作用。而且因厚度太薄，刚度和强度均不够，故在其后面用（WC+Cu+金刚石）“自刃口型合金”按照规定的空间螺旋形状加固、加厚，这样就制成了具有一定空间螺旋形的麻花状切削（微切削）和大量排屑（碎石排屑）的麻花状排屑板。从而可以保证在钻探过程中刃口薄钢板始终能起到提供固定切削前角和锋利刃口的双重作用。

本发明的技术方案是：一种海底石油麻花钻头,该钻头包括钻头体和骨架钢管，该钻头包括钻头体和骨架钢管，所述的合金钻头体与骨架钢管是通过热压铸焊接形成一个整体，其中，所述合金钻头体包括内圆钻筒、外圆钻筒、外圆麻花状排屑板、内圆麻花状排屑板和定位锥，所述外圆钻筒与内圆钻筒之间通过均匀设置六个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的所述外圆麻花状排屑板固结，所述内圆钻筒内设置6个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的所述内圆麻花状排屑板，所述定位锥设置在六个所述内圆麻花状内排屑板的中心结合部的顶端，所述外圆钻筒与内圆钻筒的上端面上分别均匀的开设有六个用于供水和排水的水槽，所述外圆钻筒的外侧面上均匀的开设6个用于排粉浆液的凹槽，所述凹槽与所述水槽联通。

进一步，所述外圆麻花状排屑板和内圆麻花状排屑板为双层复合板，所述的双层复合板的迎刃面表层为挂镀金刚石的极薄钢板，另一层为自刃口型合金板；所述自刃口型合金板的各组分的质量百分数为：粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%。

进一步，所述外圆麻花状排屑板和内圆麻花状排屑板的螺旋倾角的度数为45°~70°。

进一步，所述外圆钻筒、内圆钻筒和定位锥的各组分的质量百分数为：

粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%。

本发明的另一个目的是提供上述海底石油麻花钻头的制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤（1）：设计和确定合金钻头体的内、外圆钻筒中心圆直径Φ1，Φ2及内、外圆钻筒壁厚a，自刃口合金高度H；内、外圆钻筒上部排水槽宽度，高度，外圆钻筒外侧排粉浆液槽宽度，深度和相应的骨架钢管尺寸（见附图2，附图3）；

步骤（2）： 按照上述设计的合金钻头体和骨架钢管尺寸设计和加工好热压铸石墨模具备用（见附图3）其中所述石墨模具由上压头，石墨外套，内、外圆前倾造型环，下垫板，中心支柱，下支撑外套，组成；

步骤（3）：混合粉制备：

3-1. 混合粉成分配制：

粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%。

3-2. 混粉：

按步骤3-1的质量分数称取各粉体，在“V”型混料器中先加入浓度为0.5%的聚乙烯醇水溶液，再加入三氯甲烷溶液，依次加入称取好的占663黄铜粉总量的90%的663黄铜粉总量和铜粉、钛铁合金粉、铸造WC颗粒、人造金刚石颗粒混合45分钟后出料，装入密封容器内，备用；其中，所述粉体与聚乙烯醇水溶液质量比为1:0.004，所述粉体与三氯甲烷溶液质量比为1:0.0024；

3-3. 装模：

a.装石墨模：在内、外圆前倾造型石墨环的迎刃面上事先用石蜡液将大小倾斜刃口薄钢板粘好，然后再将骨架钢管下方先装入中心支柱和下垫板（3-6），下支撑套，然后再骨架钢管内圆中装入内圆前倾造型环随即在骨架钢管的外圆内壁，再装上外圆前倾造型环，最后装石墨外套，即可进行装粉工作；

b.装粉：

将混合粉分3~4次慢慢装入石墨模内，每装一次粉时均用木棒将粉捣实。在规定的高度上，分别加入内、外排液槽隔板。待混合粉加满后，再将剩余663黄铜粉盖在混合粉上部，最后装上上压头，然后将全套模具放入压铸炉内进行压铸；

c.装炉：

将装满粉的模具按附图3检查所有磨具附件，如上冲头；垫板；支撑板等是否装配位置及尺寸全部合格，然后将全套模具放入压铸炉内进行压铸。

步骤（4）：热压铸工艺

4-1工艺参数：

a.熔化带温度：960~980℃

b.熔浸带温度850~890℃

c.压铸压力P=0.02~0.03 MPa（产品正压面力）

d.压铸时间10~15分

e.气氛预真空度1~0.1Pa；流通氮气保护：Q=1~1.5L/分

4-2出炉脱模：炉温降至50℃即可出炉脱模；

以上即完成制备工艺。

本发明的有益效果：

1. 本发明的海底石油麻花钻头从结构上采用了将两个圆筒形的取芯钻（内、外圆钻筒）与两个螺旋麻花钻（内、外圆麻花状排屑板）有机的组合在一起从而克服了两者的缺点，使本发明的钻头综合性能明显提高。

2. 本发明的海底石油麻花钻头从结构设计上保证了麻花钻头的两个基本要素，即同时具有锋利的刃口和必要的切削前角，钻头的综合寿命长、效率高。

3. 从材料的成分和复相结构的空间配置上充分利用和发挥了各种材料的“自刃”和耐磨性差异，保证了钻头在工作时可连续不断地造就出钻头刃口的切削后角，大大提高了钻头在中软岩层和碎石岩层的钻进速度和使用寿命，对硬岩层也有明显提高。

4. 整个钻头中不使用天然宝石级金刚石颗粒，也不使用硬质合金柱体或聚晶金刚石柱体，故成本较低。但因钻头整体刚性好，故整体强度较以往各种钻头更高。

5. 不采用轴承或其它铆接结构，整体可靠性好。

6. 内圈麻花钻筒和外圈麻花钻筒均可任意做大，钻筒层数也不受限制。这对抢险救援十分有利。

7. 钻头的导向性好，不容易出现钻斜现象。

8. 结构单筒，容易封井，这对钻天然气井时非常重要

9. 本发明的钻头可以在任何复杂的地质岩层（高硬度岩层、碎石岩层、软硬间层式岩层等）中使用，不但能用于陆地、海底的石油或天然气井钻探，也可用于水井和地基桩柱等钻探工作。

10. 在深海钻探时，初始定位锥很容易定位，特别是在岩层表面倾斜时，定位效果较好。

附图说明：

图1是本发明的麻花式钻头结构示意图。

图2是本发明的麻花式钻头的骨架钢管结构示意图。

图3是本发明的麻花式钻头的石墨压铸模具成型示意图。

图中：

1-1、外圆钻筒，1-2、内圆钻筒，1-3、内圆麻花状排屑板，1-4、外圆麻花状排屑板，1-5、骨架钢管及锥形螺口，1-6、水槽，1-7、凹槽，1-8、定位锥，2-1内圆钢管，2-2筋板，2-3外圆钢管，3-1、上压头，3-2、石墨外套，3-3、外圆前倾造型环，3-4、骨架钢管， 3-5、内圆前倾造型环，3-6、下垫板，3-7、中心支柱，3-8、下支撑套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明一种海底石油麻花钻头, 该钻头包括钻头体和骨架钢管，所述的合金钻头体与骨架钢管是通过热压铸焊接形成一个整体，其中，所述合金钻头体包括内圆钻筒、外圆钻筒、外圆麻花状排屑板、内圆麻花状排屑板和定位锥，

两个直径不同的外圆钻筒1-1与内圆钻筒1-2，在各自圆周的1/6处，分别设置了六块与各自轴线垂直面具有一定倾斜角（45°~70°）的内圆麻花状排屑板1-3和外圆麻花状排屑板1-4。所述外圆麻花状排屑板和内圆麻花状排屑板为双层复合板，所述的双层复合板的迎刃面表层为挂镀金刚石的极薄钢板，另一层为自刃口型合金板；所述定位锥设置在六个所述内圆麻花状内排屑板的中心结合部的顶端，所述外圆钻筒与内圆钻筒的上端面上分别均匀的开设有六个用于供水和排水的水槽，所述外圆钻筒的外侧面上均匀的开设6个用于排粉浆液的凹槽，所述凹槽与所述水槽联通。

图2是钢体骨架钢管1-5与钢体骨架其它零件相互焊接的示意图。附图2中2-1为内筒钢管，其下部通过大直径凸缘与骨架钢管1-5的内壁焊接，其上部为一厚度较薄的圆筒，在热压铸内圆麻花钻筒（见附图1中1-2）时与其焊接成一体。附图2中2-3是外筒钢管，其下部通过筋板（见附图2中2-2）与骨架钢管（见附图1中1-5）焊接。其上部同样也是一个厚度较薄的圆筒，在热压铸外圆麻花钻筒（见附图1中1-2）时与其焊接成一体。实际钢体骨架钢管（见附图1中1-5）与其他钢体骨架零件（2-1、2-2、2-3），都是事先加工焊接为半成品部件直接备用的。

实施例1：

1、 制备一种Φ（120/80）-80H12型海底石油钻头时实际步骤如下：

步骤1、设计合金钻头体基本尺寸（见附图3）

Φ₁—外圆钻筒上部中心圆直径（为Φ120mm），

Φ₂—内圆麻花钻筒上部中心圆直径（为Φ60mm），

H—自刃口合金板高度80mm，

a—内、外圆钻筒的壁厚12mm

步骤2、设计骨架钢管基本尺寸（见附图2）

骨架钢管小圆筒上部（内、外径Φ58/66）mm；小圆筒下部（内、外径Φ54/70）高H=30mm

骨架钢管外圆筒下部内、外径Φ（114/126mm；高H=80mm

骨架钢管外圆上部内、外径为Φ（116/124）mm；高H=30 mm

筋板6块；长、宽、厚（60/20/6）mm

以上各部件整体焊接后按尺寸要求精加工后备用。

步骤3、设计石墨压铸模具：

石墨压铸模具的结构如附图3所示，其中关键的部件只有三件即3-2石墨外套；3-3外圆前倾造型环；3-5内圆前倾造型环、其相关的尺寸均已标出。见附图2，附图3。

步骤4、 合金混合粉配料

1-4-1、合金成分（配10kg）设计

（1）铸造WC颗粒20~50目；质量分数15%（实称1.5kg）

(2)人造金刚石颗粒JR型（30~50目）；质量分数10%（实称1kg）

（3）纯铜粉（-200目）；质量分数27%（实称2.7kg）

（4）青铜粉（663）-200目；质量分数30%（实称3kg）

（5）钛铁粉（含Ti：3%）-200目；质量分数3%（实称0.3kg）

以上共计9.0kg用来制备混合粉，另称663青铜粉作为熔浸时的外加粉。其加入量≤10%（质量），实称1kg663青铜粉

1-4-2、混合粉配制

上述各种粉放入1.5升的V形混料器中，加入浓度为0.5%（质量）的聚乙烯醇（PVA）水溶液45ml，再加入30ml三氯甲烷溶液，混合45分钟后出料，装入密封容器内备用。

步骤5、装模和装粉

1-5-1、在石墨压铸模内装入骨架钢管，在石墨的内、外圆前倾造型环的前倾面上粘贴前挂镀金刚石的极薄钢板，再将其他石墨模具件装配到位。

1-5-2、将混合粉分3~4次慢慢装入石墨模内，每装一次粉时均用木棒将粉捣实。在规定的高度上，分别加入凹槽隔板。待混合粉加满后，再将663青铜粉（10%）盖在混合粉上部。

步骤6、装炉热压铸

将装满粉的石墨模具配上其他附件，如上冲头；垫板；支撑板等后，将全套模具放入压铸炉内进行压铸。

1-6、热压铸工艺

1-6-1、工艺参数

a.熔化带温度： 980℃

b.熔浸带温度850℃

c.压铸压力P=0.02MPa（产品正压面计标）

d.压铸时间15分

e.气氛预真空度1Pa；流通氮气保护：Q=1L/分

1-6-2、出炉脱模

炉温降至50~70℃时，即可出炉。经脱模初检，合格后转包装。

实施例二

2、制备一种Φ（120/60）—60H12型海底石油麻花钻头的实际步骤如下：

2-1、 确定钻头及钢骨架基本技术参数

钻头基本参数与实施例一中（1）的技术参数基本相同，不同之处只是H—自刃口合金高度为60 mm。

2-2、钢骨架基本参数

与实施例一中的（1-2）完全相同

2-3、设计石墨压铸模具：

与实施例一中的（1-3）完全相同

2-4、 合金成分及混合粉配料

2-4-1、合金成分（配10kg）设计

与实施例一中的（1-4-1）基本相同。不同点是：

粒度为-200目的铜粉：26.5%；

粒度为-200目的663黄铜粉：30%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒15%。

2-4-2 混合粉配制

与实施例一中的（1-4-2）完全相同

2-5、 装模

与实施例一中的（1-5）完全相同。

2-6、装炉及热压铸工艺

1-6-1、工艺参数

a.熔化带温度：960℃

b.熔浸带温度890℃

c.压铸压力P=0.02MPa（同上）

d.压铸时间10分

e.气氛预真空度0.1Pa；流通氮气保护：Q=1.5L/分

按照上述步骤即可制成成品。

Claims (5)

1.一种海底石油麻花钻头，该钻头包括钻头体和骨架钢管，所述钻头体与骨架钢管是通过热压铸焊接形成一个整体，其中，所述钻头体包括内圆钻筒、外圆钻筒、外圆麻花状排屑板、内圆麻花状排屑板和定位锥，所述外圆钻筒与内圆钻筒之间通过均匀设置六个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的所述外圆麻花状排屑板固结，所述内圆钻筒内设置6个与中心轴线呈一定空间螺旋倾角的所述内圆麻花状排屑板，所述定位锥设置在六个所述内圆麻花状内排屑板的中心结合部的顶端，所述外圆钻筒与内圆钻筒的上端面上分别均匀的开设有六个用于供水和排水的水槽，所述外圆钻筒的外侧面上均匀的开设6个用于排粉浆液的凹槽，所述凹槽与所述水槽联通，所述水槽与凹槽的宽度为6-8mm,深度为8-10mm，其特征在于，所述外圆麻花状排屑板和内圆麻花状排屑板为双层复合板，所述的双层复合板的迎刃面表层为挂镀金刚石的极薄钢板，另一层为自刃口型合金板；所述自刃口型合金的各组分的质量百分数为：粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%。

2.根据权利要求1所述的海底石油麻花钻头,其特征在于，所述自刃口型合金板的厚度为0.2-1.2mm。

3.根据权利要求1所述的海底石油麻花钻头,其特征在于，所述外圆麻花状排屑板和内圆麻花状排屑板的螺旋倾角的度数为45°~70°。

4.如权利要求1所述的海底石油麻花钻头,其特征在于，其特征在于，所述外圆钻筒、内圆钻筒和定位锥的各组分的质量百分数为：

粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%。

5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的海底石油麻花钻头的制备工艺，其特征在于，该工艺采用粉末冶金的热压铸，即一次烧结工艺，具体包括以下步骤：

步骤1：设计和确定合金钻头体的内圆钻筒、外圆钻筒的中心圆直径Φ1，Φ2及钻筒壁厚a，自刃口型合金板高度H；水槽宽度，高度，外圆钻筒外侧排粉浆液槽宽度，深度和相应的骨架钢管尺寸进行制备，备用；

步骤2： 按照步骤1设计的合金钻头体和加工好的骨架钢管尺寸加工热压铸石墨模具，备用，其中，所述石墨模具包括上压头，石墨外套，内圆前倾造型环，外圆前倾造型环，下垫板，中心支柱和下支撑外套；

步骤3：混合粉制备：

3-1.混合粉成分配制：

粒度为-200目的铜粉：10~53%；

粒度为-200目的663黄铜粉：10~40%；

粒度为-200目的，Ti含量3%的钛铁合金粉2.5%~3%；

粒度为20-50目的铸造WC颗粒10~15%；

粒度为30-50目的人造金刚石颗粒10~15%；

3-2.混粉：

按步骤3-1的质量分数称取各粉体，在“V”型混料器中先加入浓度为0.5%的聚乙烯醇水溶液，再加入三氯甲烷溶液，依次加入称取好的占663黄铜粉总量的90%的663黄铜粉总量和铜粉、钛铁合金粉、铸造WC颗粒、人造金刚石颗粒混合45分钟后出料，装入密封容器内，备用；其中，所述粉体与聚乙烯醇水溶液质量比为1:0.004，所述粉体与三氯甲烷溶液质量比为1:0.0024；

3-3.装模：

a.装石墨模：在内、外圆前倾造型石墨环的迎刃面上事先用石蜡液将大小合适的挂镀金刚石的极薄钢板粘好，然后再将骨架钢管（3-4）下方先装入中心支柱（3-7）和下垫板（3-6），下支撑套（3-8），然后再骨架钢管（3-4）内圆中装入内圆前倾造型环（3-5）随即在骨架钢管的外圆内壁，再装上外圆前倾造型环（3-3），最后装石墨外套（3-2），即可进行装粉工作；

b.装粉：

将步骤3-2制备得到混合粉分3~4次慢慢装入石墨模内，每装一次粉时均用木棒将粉捣实，在规定的高度上，分别加入内圆钻筒、外圆钻筒的凹槽的隔板，待混合粉加满后，再将剩余的10%的663黄铜粉盖在混合粉上部，最后装上上压头（3-1），然后将全套模具放入压铸炉内进行压铸；

步骤4：热压铸工艺

4-1工艺参数：

熔化带温度：960~980℃；

熔浸带温度850~890℃；

产品正压面积所受压强为=.02~0.03MPa；

压铸时间10~15分；

气氛预真空度1~0.1Pa；流通氮气保护：Q=1~1.5L/分；

4-2出炉脱模：炉温降至50℃即可出炉脱模，即得到成品。