一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，属于超硬材料技术领域，包括硬质合金基体，硬质合金基体的上部延伸有用于安装PCD层的连接台；连接台上设置有若干圈凸起：每圈凸起上均设置有若干凹槽；本实用新型专利技术通过在硬质合金基体上设置与PCD层连接的结构，增大硬质合金基体与PCD层的接触面积，从而提高两者间的连接强度，避免钻进过程中PCD层脱层失效，提高钻具寿命。提高钻具寿命。提高钻具寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体


[0001]本技术涉及超硬材料
，具体涉及一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体。

技术介绍

[0002]相近技术中的硬质合金基体设计不合理、不科学，导致制备的复合片在钻进过程中会出现脱层失效，即PCD层（即聚晶金刚石层）与硬质合金基体之间结合强度不足，导致PCD层从硬质合金基体剥离。
[0003]复合片脱层主要由于钻进切削过程中，复合片因摩擦热升到高温，而当钻头因振动等短时脱离于岩层接触时，又被冷却泥浆急冷，而由于PDC（ 即聚晶金刚石复合片钻头）各层间热膨胀系数差异，而造成极大的内应力，其超过聚晶金刚石与硬质合金界面结合强度时，就会造成剥离。复合片脱层缺陷会造成钻具无法继续工作，严重时会造成卡钻等事故。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，通过在硬质合金基体上设置与PCD层连接的结构，增大硬质合金基体与PCD层的接触面积，从而提高两者间的连接强度，避免钻进过程中PCD层脱层失效，提高钻具寿命。
[0005]为实现上述目的，本技术提供一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，包括硬质合金基体，硬质合金基体的上部延伸有用于安装PCD层的连接台；连接台上设置有若干圈凸起：每圈凸起上均设置有若干凹槽，PCD层与连接台上的凸起和凹槽相连接，相比较现有的锥面或平面的连接结构，可以提高PCD层与硬质合金基体之间的接触面积，从而提高PCD层硬质合金基底之间的连接强度，使成品的PDC钻具在使用时更加安全稳定，降低钻具钻进时的失效率。
[0006]进一步的，凸起为M型凸起，M型凸起结构简单，制作方便。
[0007]进一步的，所有的凸起均同轴心且凸起之间互不干涉，凸起之间同轴心且互不干涉可以保证连接台与PCD层连接表面密度均匀，单位面积上的连接表面接近，从而保证PCD层与硬质合金基体之间连接强度均匀，降低局部断裂或者局部失效的可能，提高成品PDC钻具的稳定性。
[0008]进一步的，每个凸起上的凹槽沿该凸起所在的轴心均匀分布在该凸起上，凹槽的均匀分布一方面可以方便加工，另一方面可以均匀PCD层与硬质合金基体之间的连接强度。
[0009]进一步的，凹槽为U型槽或V型槽，U型槽和V型槽的结构都比较简单，方便通过铣床加工操作。
[0010]进一步的，凸起的圈数为3圈，硬质合金基体截面较小，3圈的凸起分布相对于硬质合金基体的截面积设置合理，对硬质合金基体的加工难度和连接强度进行平衡。
[0011]进一步的，凸起的上部设置有与该凸起同轴心的弧形过渡槽，弧形过渡槽使凸起
的形状更接近M型，且弧形槽加工方便。
[0012]进一步的，弧形过渡槽的半径为0.1mm，0.1mm的凹槽仅需铣刀依照编程一刀划过即可成型，提高加工效率。
[0013]进一步的，连接台上设置有与硬质合金基体配合的倒角，倒角方便凸起和凹槽的加工，防止加工撞刀。
[0014]进一步的，连接台的中心设置有对刀槽，对刀槽可以方便硬质合金基体的加工对刀。
[0015]本技术的使用方法：通过高温高压法将PCD层连接在硬质合金基体的连接台上，使PCD层与硬质合金基体完全配合，合成出聚晶金刚石复合片。
[0016]综上所述，与现有技术相比，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0017]本技术提供一个一种新的硬质合金基体，相比较相近领域中的锥面或平面的连接结构，可以提高PCD层与硬质合金基体之间的接触面积，从而提高PCD层硬质合金基底之间的连接强度，使成品的PDC钻具在使用时更加安全稳定，降低钻具钻进时的失效率；
[0018]凸起形状为M型，结构简单，制作方便；凸起之间同轴心且互不干涉可以保证连接台与PCD层连接表面密度均匀，单位面积上的连接表面接近，从而保证PCD层与硬质合金基体之间连接强度均匀，降低局部断裂或者局部失效的可能，提高成品PDC钻具的稳定性；
[0019]凹槽的均匀分布一方面可以方便加工，另一方面可以均匀PCD层与硬质合金基体之间的连接强度，U型槽和V型槽的结构都比较简单，同样方便通过铣床加工操作；
[0020]3圈的凸起分布相对于硬质合金基体的截面积设置合理，对硬质合金基体的加工难度和连接强度进行平衡，弧形过渡槽使凸起的形状更接近M型，且弧形槽深度为0.1mm，0.1mm的凹槽仅需铣刀依照编程一刀划过即可成型，提高加工效率。
附图说明
[0021]图1为本技术一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体的示意图；
[0022]图2为本技术一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体的俯视示意图；
[0023]图3为本技术一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体的主视示意图；
[0024]附图标记：
[0025]1、硬质合金基体；2、连接台；3、凸起；4、凹槽；5、弧形过渡槽；6、倒角；7、对刀槽。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图1
‑
3，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]如图1
‑
3所示：一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，包括硬质合金基体1，硬质合金的材质可以为碳化钨材质，也可以为其他的硬质合金材质，硬质合金基体1的上部延伸有用于安装PCD层的连接台2，连接台2应属于硬质合金基体1的一部分，其生产方式应该为粉末冶金压制成型；连接台2上设置有若干圈凸起3，凸起3的圈数为3圈，也可以为其他的圈数，比如2圈或者4圈，一样可以满足加强PCD层与硬质合金基底之间连接强度的要求，凸起3
可以为M型凸起3，也可以为n型，或者倒V型，凸起3的上部设置有与该凸起3同轴心的弧形过渡槽5，弧形过渡槽5的半径为0.1mm，弧形过渡槽5整体呈圆形且应分布在凸起3的中部，半径可以为0.1mm
‑
0.5mm，均可以满足使用需求，所有的凸起3均同轴心且凸起3之间互不干涉：每圈凸起3上均设置有若干凹槽4，每个凸起3上的凹槽4沿该凸起3所在的轴心均匀分布在该凸起3上，每个凸起3上的凹槽4均匀分布方式应为沿凸起3轴心进行环形分布，相邻凸起3与轴心之间的角度可以为20
°‑
70
°
，凹槽4为U型槽或V型槽，U型槽或V型槽的底部均应该设置有圆角。
[0028]根据本技术的一个实施例，采用屏蔽杯将硬质合金基体1和金刚石微粉组装，在6Gpa、1500℃下烧结，形成成品的聚晶金刚石复合片，通过该技术所提供的基体可以使该聚晶金刚石复合片（即PDC钻具）具备更高的连接强度。
[0029]根据本技术的一个实施例，如图1所示，连接台2上设置有与硬质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，包括硬质合金基体（1），其特征在于：所述硬质合金基体（1）的上部延伸有用于安装PCD层的连接台（2）；所述连接台（2）上设置有若干圈凸起（3）：每圈所述凸起（3）上均设置有若干凹槽（4）。2.如权利要求1所述的一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，其特征在于：所述凸起（3）为M型凸起（3）。3.如权利要求1所述的一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，其特征在于：所有的所述凸起（3）均同轴心且凸起（3）之间互不干涉。4.如权利要求1所述的一种高结合强度聚晶金刚石复合片基体，其特征在于：每个所述凸起（3）上的所述凹槽（4）沿该凸起（3）所在的轴心均匀分布在该凸起（3）上。5.如权利要求1所述的一种高结合强度聚晶金刚石复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：万海啸，李新峰，荆留杰，
申请(专利权)人：河南景链新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：