针状硬质合金钻头结构如图11-10所示。是由针状硬质合金1、胎体2和钻头体3三个部分组成的。
(一)针状硬质合金
针状硬质合金是钻头破碎岩石的刃具，要求它具有高的硬度(HRA 89以上)和高的强度(抗弯强度大千140公斤/厘米²)，一般采用YG4c、YG8、YG6、YG3x；四种，尤以YG4c比较理想。新品种合金YA6其硬度达HRA92，抗弯强度不小于140公斤/厘米²也是比较理想的合金。
针状硬质合金直经以1、8～2、0毫米为宜，太小强度低，钻头寿命短。且组装困难，直径过大，包镶不牢固，钻进时易出现抽芯现象，对于研磨性大的坚硬岩石，可采用φ2、5毫米以内的针状合金。针状合金长度以10～16毫米为宜。
(二)胎体
1、对胎体性能要求
胎体是包镶针状硬合金的金属基体，胎体应具备下列要求；
(1)要有一定的强度和抗冲击韧性，能与针状硬合金牢固粘结，在受力复杂的孔底工作，针状硬合金不发生错动脱落，胎体本身不变形不碎裂；
(2)要有一定的耐磨性，既要求能被岩石磨耗，以保证钝状硬合金自磨出刃，又不要磨耗太快，以免针状硬合金出露太多而崩刃；
(3)要有良好的可焊性，能与钻头牢固焊接。
2、胎体成分
正确地选择胎体的材料和配方，对保证胎体性能是极为重要的。过去曾试用碳化钨基(如碳化钨铜镍合金)、铁基和铜铁基三种材料制做胎体，经实践证明。碳化钨过硬，针状硬合金不能自磨出刃。用纯铁基，针状硬合金在胎体中包镶不牢，因而常出现针状硬合金错动位移、抽芯、崩刃等现象，钻头寿命短。故现在都采用铁一铜基，以铁为骨架，起坚硬耐磨作用，以铜作粘结金属，将铁粉颗粒连接在一体，并将针状硬合金粘结在胎体中。
铁铜粉配方，一般采用铁粉70～80%，铜粉30～20%，随着铜粉含量的降低，胎体的各项物理机械性能指标也随之降低，见表11-6。
在生产中应根据岩性选择胎体配方。
3、胎块中针状硬质合金数目和排列形式
胎块中针状硬质合金数目和排列形武是否合理，对钻进效率和钻头寿命有着直接影响。针状硬质合金数目过多，增加了与岩石的接触面，钻进时需要有大的轴心压力(受设备和管材条件限制)。针状硬质合金数目过少，耐磨性差，钻头寿命短。现在一般采用7～8颗针状硬质合金。
胎块中针状硬质合金的排列应均匀并布满胎块唇面宽度，否则易出现胎块唇面拉槽，直接影响了钻头寿命和钻进效率。除此之外还应考虑对外刃和内刃的加强，避免钻头过早发生径向磨损，以延长钻头寿命和回次进尺数。胎块中针状硬质合金排列形式见图11-11。为了补强胎块的内外经，特别是外经，现在都在胎块的内外侧面上均匀的铺放一层铸造碳化钨颗粒(又名莱力特)与胎块一同压制烧结。
4、胎块的形状和尺寸
胎块是一个具有一定弧度的弧形立方体，它的内外弧度应与钻头的弧度一致。胎块的长度应保证在与钻头体牢固镶嵌的情况下具有一定的底高(即突出钻头底唇面的高度)。厚度要均匀一致，常用胎块尺寸见表11-7。
5、胎块的加工工艺
制造胎块是钻头的关键，其工艺流程如下；
配料→混料(球磨混料4小时，合金球：料=3：1)→针状硬合金定位呻冷压成形(压制压力5吨/厘米²，压制密度6、5克/厘米³)→装舟→烧结(1150～1200℃)→成品检查叶包装出厂。
(三)钻头组装
按照不同口径将胎块与钻头体进行组装和镶焊。
不同口径钻头体上镶焊的胎块数见表11-8。
组装钻头时应注意以下几点。
1、选择合格的胎块
胎块是一个弧形的方柱体，因此，弧度不准、厚薄不一，都可引起内外刃早期磨损的严重后果。
2、定位开槽
根据镶嵌的胎块数目先在钻头底唇面上定位，然后开榴，槽子的宽度要恰好嵌入胎块。
3、清除胎体表面上对焊接有害的物质，以保证焊接强度。
4、必须保证各胎块的内外出刃一致和出刃要求，以提高钻头的互换性，提高钻头寿命。为实现上述要求，在组装钻头时可采用心子定位镶牢后再焊的方法。下面介绍一种外径定心模具组装钻头的方法。模具结构见图11-12。组装时，将钻头体置于模具体1内，钻头丝扣部分与定心器2相接，这样便保证了钻头和模具的同心度，同时也保证了钻头外刃的一致性。转动螺旋底座4，使底刃平齐。嵌紧胎块，让外刃面与模具内壁紧贴，点焊胎块两侧，待所有胎块点焊完毕，借助螺旋底座4，将钻头推出模具，焊固钻头的其余部分。
5、烧去钻头体上的防锈油，焊接时温度控制在930～1100℃之间，喷枪火焰不要直接对着胎块，以免破坏胎块的结构和性能。
(四)针状硬质合金钻头口径系列
针状硬质合金钻头口径既要考虑与金刚石钻头配套分层钻进，又要与大口径系列普通硬质合金钻头配套钻进。建议参考表11-9。
(五)针状硬质合金的适用范围
针状硬质合金钻头底刃与岩石接触面比普通硬质合金钻头小，有利于破碎岩石，提高钻速，钻头能“自磨出刃”，不存在磨钝问题，因而钻速稳定，钻头寿命长。根据生产实践证明；它适用于Ⅵ一Ⅶ级或部分Ⅷ级岩石中钻进。
