具有辅助切削刃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具有辅助切削刃的金刚石复合片及钻头。本实用新型专利技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片包括：硬质合金基体以及金刚石层；金刚石层的端面成型有一个或两个以上在径向方向上延伸至金刚石层边缘或靠近边缘位置处的凸脊，而使金刚石层的上表面形成凸起的主切削刃；金刚石层的外圆周面上具有在周向上延伸的外周凸缘；外周凸缘的上表面具有波峰，所述波峰与主切削刃在周向上相对应而形成辅助切削刃。本实用新型专利技术的金刚石复合片在切削岩层时，主切削刃在前侧切削岩层，辅助切削刃在主切削刃的后侧能够对主切削刃犁削破开的岩层再次进行刮削，能够将犁削过的石碴刮削破碎，提高了对岩层的切削效果。

【技术实现步骤摘要】
具有辅助切削刃的金刚石复合片及钻头
本技术涉及金刚石钻头领域，尤其涉及一种具有辅助切削刃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。如申请公布号为CN106761428A的中国专利技术专利公开的一种钻探用高效排屑预成型聚晶金刚石复合片，其在金刚石层的端面上进行了形状设计，使端面上形成在圆周方向上均匀间隔布置的多个径向延伸的凸脊，并由凸脊的靠近金刚石层的外缘一段形成切削刃，以此来提升复合片的耐磨性和破岩能力。上述说明的这种复合片相比传统复合片虽然已经起到较好的效果，但是在实际使用中仍存在切削能力不足的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有辅助切削刃的金刚石复合片，用以解决现有的金刚石复合片切削能力不足的问题。同时本技术的目的还在于提供一种包含所述的具有辅助切削刃的金刚石复合片的钻头，以提升钻头的钻进效率。本技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片包括：硬质合金基体以及固结在硬质合金基体端部的金刚石层；金刚石层的端面成型有一个或两个以上在径向方向上延伸至金刚石层边缘或靠近边缘位置处的凸脊，而使金刚石层的上表面形成凸起的主切削刃；金刚石层的外圆周面上具有在周向上延伸的外周凸缘；外周凸缘的上表面具有波峰，所述波峰与主切削刃在周向上相对应而形成辅助切削刃。本技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片在金刚石层的外周面成型有外周凸缘，且外周凸缘具有与主切削刃在周向上对应的辅助切削刃，这样在复合片切削岩层时，主切削刃在前侧切削岩层，辅助切削刃在主切削刃的后侧能够对主切削刃犁削破开的岩层再次进行刮削，能够将犁削过的石碴刮削破碎，提高了对岩层的切削效果；而且辅助切削刃由外周凸缘上表面的波峰形成，能够便于主切削刃以及辅助切削刃切削产生的部分岩屑从两侧流过，有助于提升排屑能力。进一步的，所述主切削刃有两个以上，所述外周凸缘为封闭环形而环绕在金刚石层的外周，外周凸缘的上表面具有数量与主切削刃的个数相等的波峰而形成高低起伏的波浪面。在主切削刃有两个以上，即辅助切削刃也有两个以上时，将外周凸缘设置为封闭环形，不仅能够降低模具成本，而且封闭环形整体结构强度高，延长了辅助切削刃的使用寿命。进一步的，外周凸缘上表面上的处于辅助切削刃周向两侧的坡面形状与金刚石层上表面上的处于主切削刃周向两侧的坡面形状一致。这样设置能够在主切削刃和辅助切削刃进行切削过程中，岩屑的流动方向尽可能的保持一致，便于岩屑排出。进一步的，所述外周凸缘在周向各处的截面形状均相同。这样在一定程度上降低了复合片的成型难度，降低制造成本。更进一步的，所述外周凸缘的截面形状为三角形，三角形具有较好的稳定性，结构强度较高，使外周凸缘具有较好的耐磨性，而且三角形的顶点也使辅助切削刃较为锋利，提高了切削效果。进一步优化的，所述外周凸缘的截面形状为等腰三角形，且等腰三角形的顶点径向朝外。采用顶点朝外的等腰三角形截面，使得外周凸缘的外沿结构强度较高，不易磨损崩裂，使用寿命较长。作为另一种优化的方案，所述外周凸缘的下表面为环形平面。采用环形平面作为外周凸缘的下表面，在加工成型时，不受外周凸缘上表面形状的影响，制造成本低。此外，所述外周凸缘在上下方向上处于金刚石层的靠近上端面的位置处。这样外周凸缘上的辅助切削刃更容易起到切削作用，而且无需将外周凸缘的径向尺寸设置的过大，保证了外周凸缘外沿的强度，减少了金刚石层的用料。本技术的钻头包括钻头基体以及安装在钻头基体上的多个金刚石复合片，所述金刚石复合片为具有辅助切削刃的金刚石复合片；具有辅助切削刃的金刚石复合片包括：硬质合金基体以及固结在硬质合金基体端部的金刚石层；金刚石层的端面成型有一个或两个以上在径向方向上延伸至金刚石层边缘或靠近边缘位置处的凸脊，而使金刚石层的上表面形成凸起的主切削刃；金刚石层的外圆周面上具有在周向上延伸的外周凸缘；外周凸缘的上表面具有波峰，所述波峰与主切削刃在周向上相对应而形成辅助切削刃。本技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片在金刚石层的外周面成型有外周凸缘，且外周凸缘具有与主切削刃在周向上对应的辅助切削刃，这样在复合片切削岩层时，主切削刃在前侧切削岩层，辅助切削刃在主切削刃的后侧能够对主切削刃犁削破开的岩层再次进行刮削，能够将犁削过的石碴刮削破碎，提高了对岩层的切削效果；而且辅助切削刃由外周凸缘上表面的波峰形成，能够便于主切削刃以及辅助切削刃切削产生的部分岩屑从两侧流过，有助于提升排屑能力。进一步的，所述主切削刃有两个以上，所述外周凸缘为封闭环形而环绕在金刚石层的外周，外周凸缘的上表面具有数量与主切削刃的个数相等的波峰而形成高低起伏的波浪面。在主切削刃有两个以上，即辅助切削刃也有两个以上时，将外周凸缘设置为封闭环形，不仅能够降低模具成本，而且封闭环形整体结构强度高，延长了辅助切削刃的使用寿命。进一步的，外周凸缘上表面上的处于辅助切削刃周向两侧的坡面形状与金刚石层上表面上的处于主切削刃周向两侧的坡面形状一致。这样设置能够在主切削刃和辅助切削刃进行切削过程中，岩屑的流动方向尽可能的保持一致，便于岩屑排出。进一步的，所述外周凸缘在周向各处的截面形状均相同。这样在一定程度上降低了复合片的成型难度，降低制造成本。更进一步的，所述外周凸缘的截面形状为三角形，三角形具有较好的稳定性，结构强度较高，使外周凸缘具有较好的耐磨性，而且三角形的顶点也使辅助切削刃较为锋利，提高了切削效果。进一步优化的，所述外周凸缘的截面形状为等腰三角形，且等腰三角形的顶点径向朝外。采用顶点朝外的等腰三角形截面，使得外周凸缘的外沿结构强度较高，不易磨损崩裂，使用寿命较长。作为另一种优化的方案，所述外周凸缘的下表面为环形平面。采用环形平面作为外周凸缘的下表面，在加工成型时，不受外周凸缘上表面形状的影响，制造成本低。此外，所述外周凸缘在上下方向上处于金刚石层的靠近上端面的位置处。这样外周凸缘上的辅助切削刃更容易起到切削作用，而且无需将外周凸缘的径向尺寸设置的过大，保证了外周凸缘外沿的强度，减少了金刚石层的用料。附图说明图1为本技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片的实施例一的结构示意图；图2为图1所示的具有辅助切削刃的金刚石复合片的正视图；图3为图1所示的具有辅助切削刃的金刚石复合片的截面图；图4为本技术的具有辅助切削刃的金刚石复合片的实施例一使用时的状态图。图1中：1-硬质合金基体；2-金刚石层；20-顶部平面；21-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有辅助切削刃的金刚石复合片，包括：/n硬质合金基体以及固结在硬质合金基体端部的金刚石层；/n金刚石层的端面成型有一个或两个以上在径向方向上延伸至金刚石层边缘或靠近边缘位置处的凸脊，而使金刚石层的上表面形成凸起的主切削刃；/n其特征是，金刚石层的外圆周面上具有在周向上延伸的外周凸缘；/n外周凸缘的上表面具有波峰，所述波峰与主切削刃在周向上相对应而形成辅助切削刃。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有辅助切削刃的金刚石复合片，包括：
硬质合金基体以及固结在硬质合金基体端部的金刚石层；
金刚石层的端面成型有一个或两个以上在径向方向上延伸至金刚石层边缘或靠近边缘位置处的凸脊，而使金刚石层的上表面形成凸起的主切削刃；
其特征是，金刚石层的外圆周面上具有在周向上延伸的外周凸缘；
外周凸缘的上表面具有波峰，所述波峰与主切削刃在周向上相对应而形成辅助切削刃。


2.根据权利要求1所述的具有辅助切削刃的金刚石复合片，其特征是，所述主切削刃有两个以上，所述外周凸缘为封闭环形而环绕在金刚石层的外周，外周凸缘的上表面具有数量与主切削刃的个数相等的波峰而形成高低起伏的波浪面。


3.根据权利要求1或2所述的具有辅助切削刃的金刚石复合片，其特征是，外周凸缘上表面上的处于辅助切削刃周向两侧的坡面形状与金刚石层上表面上的处于主切削刃周向两侧的坡面形状一致。

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【专利技术属性】
技术研发人员：方海江，王勇峰，杨健，
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