顶部多齿的金刚石复合片及钻头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种顶部多齿的金刚石复合片及钻头。具体的，顶部多齿的金刚石复合片包括：硬质合金基体及金刚石层；所述金刚石层包含上切削层和下切削层；上切削层具有一个或两个以上切削部位，复合片在使用时通过其中一个切削部位进行切削；下切削层上设有多个离散的凸台，一个切削部位包括两个以上凸台，所述凸台靠近外侧的边缘形成切削刃，相邻凸台之间形成排屑通道。通过设置在下切削层上的离散分布的凸台形成上切削层的切削部位，且上切削层的同一个切削部位包括两个以上切削刃，这样即使上切削层的一个切削部位中，有其中某个切削刃发生崩刃，其与切削刃仍能够起到切削破岩作用，延长了上切削层的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
顶部多齿的金刚石复合片及钻头
本技术涉及金刚石钻头领域，尤其涉及一种顶部多齿的金刚石复合片及钻头。
技术介绍
PDC钻头依靠安装在钻头体上的聚晶金刚石复合片切削地层，复合片主要由硬质合金基体及设于硬质合金基体上的聚晶金刚石层组成，使用时在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层，地下岩层在复合片的作用下被剪切破碎，从而实现钻头的钻进。随着钻采条件愈发苛刻，传统的平面结构复合片耐磨性差、破岩能力差、使用寿命短、钻进效率低等缺点逐渐显现，针对此问题，非平面齿复合片的开发应用取得了较好的效果。如公告号为US006045440A的美国专利公开的一种复合片，其硬质合金基体的端面上有金刚石层，其金刚石层又分为上下两层，下层整体为圆柱型，上层呈截面类似三角形的棱柱。使用时，上层的棱角位置构成切削刃，下层的与棱角位置对应的外缘构成切削刃，从而实现双层切削，提高了切削破岩效果。但是上面介绍的这种复合片在使用时，上层棱柱的由棱角构成的切削刃在受到较大冲击力时容易崩刃损坏，使得整个上层无法起到切削作用；而且实际使用中发现，这种上层单一的切削刃对破岩能力的提升十分有限。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种顶部多齿的金刚石复合片，用以解决现有的金刚石复合片上层切削能力不足、易损坏的问题。同时，本技术还提供了一种使用上述顶部多齿的金刚石复合片的钻头。本技术的顶部多齿的金刚石复合片包括：硬质合金基体及设于硬质合金基体端部的金刚石层；所述金刚石层包含上切削层和下切削层；上切削层处于金刚石层的顶部，下切削层紧邻上切削层并处于其下侧；上切削层具有一个或两个以上切削部位，复合片在使用时通过其中一个切削部位进行切削；下切削层上设有多个离散的凸台，一个切削部位包括两个以上凸台，所述凸台靠近外侧的边缘形成切削刃，相邻凸台之间形成排屑通道。本技术的顶部多齿的金刚石复合片通过设置在下切削层上的离散分布的凸台形成上切削层的切削部位，且上切削层的同一个切削部位包括两个以上切削刃，这样不仅提升了上切削层的切削破岩能力，而且即使上切削层的一个切削部位中，有其中某个切削刃发生崩刃，其与切削刃仍能够起到切削破岩作用，延长了上切削层的使用寿命。此外，相邻凸台之间形成的排屑通道提高了复合片在切削过程中的排屑能力，也利于复合片的散热，整体上提升了复合片的使用性能。进一步的，所述凸台具有棱边，所述切削刃由凸台的棱角构成。这样在保证切削刃的锋利程度的同时，通过凸台结构提高了切削刃的结构强度，不易崩刃，延长了上切削层的使用寿命。更进一步的，所述凸台为三棱柱结构。三棱柱结构的凸台，其中一个棱角构成切削刃，凸台的处于切削刃一侧逐渐增宽的部分能够保证切削刃具有较高的结构强度，而且倾斜的棱柱面也便于岩屑在排屑通道中流动。作为一种优化的方案，所述切削刃靠近下切削层的边缘设置，这样使得切削刃的侧面与下切削层之间平滑连接，便于岩屑从切削刃的后侧流过，而且这样的结构设计也使复合片的结构较为简单，降低制造成本。进一步的，同一切削部位的多个凸台中，处于周向两侧的凸台的切削刃高于处于中部位置的凸台的切削刃，而使同一切削部位的多个凸台上的切削刃能够同时开始切削，在一定程度上提高了切削效率。更进一步的，同一切削部位的多个凸台中，处于周向两侧的凸台呈上翘结构使其切削刃高于处于中部位置的凸台的切削刃。在设计复合片的尺寸时，根据复合片使用时的切削倾角计算得到各切削刃的高度，在制造时直接抬高周向两侧的切削刃的高度即可，设计制造比较方便。作为另一种优化的方案，上切削层包含两个切削部位，且两个切削部位在下切削层上对称设置，各切削部位处包含有三个凸台。设置两个切削部位且每个切削部位包含三个凸台，这样使得每个切削部位有足够的切削范围，而且每个切削部位所包含的切削刃可能具有更大的尺寸，使每个切削刃都具有一定的抗冲击能力，保证了上切削层的切削能力。作为另一种优化的方案，同一个切削部位的两个以上凸台平行并列布置，以使同一个切削部位的两个以上切削刃的朝向一致。这样同一个切削部位的各个切削刃在切削时，岩屑流动的方向能够保持一致，便于岩屑流过，有助于提升排屑能力。本技术的钻头包括钻头基体以及安装在钻头基体上的金刚石复合片，所述金刚石复合片为顶部多齿的金刚石复合片；顶部多齿的金刚石复合片包括：硬质合金基体及设于硬质合金基体端部的金刚石层；所述金刚石层包含上切削层和下切削层；上切削层处于金刚石层的顶部，下切削层紧邻上切削层并处于其下侧；上切削层具有一个或两个以上切削部位，复合片在使用时通过其中一个切削部位进行切削；下切削层上设有多个离散的凸台，一个切削部位包括两个以上凸台，所述凸台靠近外侧的边缘形成切削刃，相邻凸台之间形成排屑通道。本技术的钻头上安装的顶部多齿的金刚石复合片，通过设置在下切削层上的离散分布的凸台形成上切削层的切削部位，且上切削层的同一个切削部位包括两个以上切削刃，这样不仅提升了上切削层的切削破岩能力，而且即使上切削层的一个切削部位中，有其中某个切削刃发生崩刃，其与切削刃仍能够起到切削破岩作用，延长了上切削层的使用寿命。此外，相邻凸台之间形成的排屑通道提高了复合片在切削过程中的排屑能力，也利于复合片的散热，整体上提升了复合片的使用性能，进而提高了钻头的钻进效率和使用寿命。进一步的，所述凸台具有棱边，所述切削刃由凸台的棱角构成。这样在保证切削刃的锋利程度的同时，通过凸台结构提高了切削刃的结构强度，不易崩刃，延长了上切削层的使用寿命。更进一步的，所述凸台为三棱柱结构。三棱柱结构的凸台，其中一个棱角构成切削刃，凸台的处于切削刃一侧逐渐增宽的部分能够保证切削刃具有较高的结构强度，而且倾斜的棱柱面也便于岩屑在排屑通道中流动。作为一种优化的方案，所述切削刃靠近下切削层的边缘设置，这样使得切削刃的侧面与下切削层之间平滑连接，便于岩屑从切削刃的后侧流过，而且这样的结构设计也使复合片的结构较为简单，降低制造成本。进一步的，同一切削部位的多个凸台中，处于周向两侧的凸台的切削刃高于处于中部位置的凸台的切削刃，而使同一切削部位的多个凸台上的切削刃能够同时开始切削，在一定程度上提高了切削效率。更进一步的，同一切削部位的多个凸台中，处于周向两侧的凸台呈上翘结构使其切削刃高于处于中部位置的凸台的切削刃。在设计复合片的尺寸时，根据复合片使用时的切削倾角计算得到各切削刃的高度，在制造时直接抬高周向两侧的切削刃的高度即可，设计制造比较方便。作为另一种优化的方案，上切削层包含两个切削部位，且两个切削部位在下切削层上对称设置，各切削部位处包含有三个凸台。设置两个切削部位且每个切削部位包含三个凸台，这样使得每个切削部位有足够的切削范围，而且每个切削部位所包含的切削刃可能具有更大的尺寸，使每个切削刃都具有一定的抗冲击能力，保证了上切削层的切削能力。作为另一种优化的方案，同一个切削部位的两个以上凸台平行并列布置，以使同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶部多齿的金刚石复合片，包括：/n硬质合金基体（1）及设于硬质合金基体（1）端部的金刚石层（2）；/n所述金刚石层（2）包含上切削层和下切削层；/n其特征是：/n上切削层处于金刚石层（2）的顶部，下切削层紧邻上切削层并处于其下侧；/n上切削层具有一个或两个以上切削部位，复合片在使用时通过其中一个切削部位进行切削；/n下切削层上设有多个离散的凸台（21），一个切削部位包括两个以上凸台（21），凸台（21）靠近外侧的边缘形成切削刃，相邻凸台（21）之间形成排屑通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶部多齿的金刚石复合片，包括：
硬质合金基体（1）及设于硬质合金基体（1）端部的金刚石层（2）；
所述金刚石层（2）包含上切削层和下切削层；
其特征是：
上切削层处于金刚石层（2）的顶部，下切削层紧邻上切削层并处于其下侧；
上切削层具有一个或两个以上切削部位，复合片在使用时通过其中一个切削部位进行切削；
下切削层上设有多个离散的凸台（21），一个切削部位包括两个以上凸台（21），凸台（21）靠近外侧的边缘形成切削刃，相邻凸台（21）之间形成排屑通道。


2.根据权利要求1所述的顶部多齿的金刚石复合片，其特征是，所述凸台（21）具有棱边，所述切削刃由凸台（21）的棱角构成。


3.根据权利要求2所述的顶部多齿的金刚石复合片，其特征是，所述凸台（21）为三棱柱结构。


4.根据权利要求1或2或3所述的顶部多齿的金刚石复合片，其特征是，所述切削刃靠近下切削层的边缘设置。


5.根据权利要求4所述的顶部多齿的...

【专利技术属性】
技术研发人员：方海江，王勇峰，杜卫锋，
申请(专利权)人：河南四方达超硬材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41