一种硬质合金基体及聚晶金刚石硬质合金复合片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种硬质合金基体及聚晶金刚石硬质合金复合片，硬质合金基体端面设有呈近似正多边形的凹槽，与端面共中心，正多边形的若干角部分别延伸至端面边缘以外，将端面分割为若干月牙形的凸起；聚晶金刚石层烧结嵌入对应凹槽的硬质合金基体内，形成两者间立体结合面的高结合力，实现该结构复合片的高抗冲击性能；边缘形成的切削刃可以长时间保持锋利的切削刃口，实现高切削效率。实现高切削效率。实现高切削效率。

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金基体及聚晶金刚石硬质合金复合片


[0001]本技术涉及钻探设备
，具体为一种硬质合金基体及聚晶金刚石硬质合金复合片。

技术介绍

[0002]聚晶金刚石复合片PDC同时具有金刚石的高耐磨性和硬质合金的高韧性，广泛应用于石油天然气钻探、矿山开采、工程施工等领域。现有广泛使用的平面结构金刚石复合片通常为圆柱形。钻进采掘初期复合片同岩石的接触和作用面积小，钻头的钻进速度比较快，随着金刚石层的弧形棱边被磨损成平面，复合片同岩石的接触面积显著加大，表现为钻头钻进变钝，钻进速度和效率降低。同时，金刚石和硬质合金两种材料天然的物性差异也使得复合片的抗冲击性能提升困难。
[0003]目前针对金刚石复合片抗冲击性能提升的重要途径是增大金刚石层和硬质合金层结合界面的接触面积以加强结合力，优化结合界面附近的材料物性以增强匹配。针对切削效率提升的研究主要集中于各种异形结构复合片的开发和优化，针对平面结构复合片通常采用机械加工、电火花切割或激光刻蚀等方法加工为带有棱边、尖角等结构。但加工效率偏低，成本偏高。
[0004]因此，有必要提供一种硬质合金基体，能够结合聚晶金刚石形成复合片产生高切削效率、高抗冲击性能，是提高金刚石钻头切削效率，降低开采成本的重要途径。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种硬质合金基体及聚晶金刚石硬质合金复合片，克服现有技术抗冲击性能差、切削效率低下等缺陷。
[0006]为实现上述目的，本技术的方案如下：
[0007]一种硬质合金基体，端面设有呈近似多边形的凹槽，与端面共中心，多边形的若干角部分别延伸至端面边缘以外，将端面分割为若干面积相同的月牙形凸起。
[0008]进一步地，所述凹槽为近似菱形，两个锐角延伸至端面边缘之外。
[0009]进一步地，所述凹槽的侧面、底面分别为平面、弧面、曲面、凸起中一种或多种的组合。
[0010]一种聚晶金刚石硬质合金复合片，包括以上所述的硬质合金基体及聚晶金刚石，聚晶金刚石与所述凹槽匹配并固定于其中。
[0011]进一步地，所述聚晶金刚石底部与凹槽底部分别设有匹配的倒角。
[0012]与现有技术相比，本技术具备以下有益效果：
[0013]本技术提供的硬质合金基体在使用时可结合聚晶金刚石形成立体结合面的高结合力，实现该结构复合片的高抗冲击性能；凸起之间可形成切削刃，保持锋利的切削刃口，实现高切削效率。
附图说明
[0014]图1为本技术所述硬质合金基体立体图。
[0015]图2为本技术所述聚晶金刚石硬质合金复合片立体图。
[0016]其中：1、硬质合金基体；2、聚晶金刚石；11、凹槽；12、凸起。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0019]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]在第一个实施例中，如图1所示，提供一种硬质合金基体1，为圆柱体，上端面设有近似为菱形的凹槽11，与端面共中心，凹槽11的两个锐角分别延伸至端面边缘以外，即菱形较长对角线的长度大于端面直径。凹槽11将端面分割为两个月牙形的凸起12。
[0021]在第二个实施例中，如图2所示，提供一种聚晶金刚石硬质合金复合片，包含第一个实施例所述的硬质合金基体1，以及与所述凹槽11相匹配并固定在其中的聚晶金刚石2。聚晶金刚石2与硬质合金基体1形成立体结合面的高结合力，实现该结构复合片的高抗冲击性能。端面边缘处位于凸起12之间形成切削刃，保持锋利的切削刃口，实现高切削效率。
[0022]在上述实施例中，凹槽11的侧面、底面分别为平面、弧面、曲面、凸起中一种或多种的组合，聚晶金刚石2与凹槽11时可增大结合面积进一步提高结合力。所述聚晶金刚石2底部与凹槽11底部分别设有匹配的倒角，便于两者焊接固定。
[0023]复合片切削工作时，由于硬质合金基体1的耐磨性远低于聚晶金刚石2，切削部位附近的硬质合金优先磨损，将菱形锐角结构聚晶金刚石材料的切削刃口及时暴露，该结构切削刃口可以在复合片出现较大磨损量时，仍然能保持锋利特性，从而实现持续的高切削效率。
[0024]在另外的实施例中，该近似菱形结构的凹槽11可以另外设计成由直线和/或曲线围成的近似正多边形，如正三角形、正方形、正五边形或正六边形等。“近似”是指从俯视角度，端面轮廓具有正多边形的基本特征，每个角的大小相等，每一条边的轮廓可以是至少一条弧线、多条直线及其组合。正多边形的外接圆圆心与端面中心重合，保证将端面分割成至少两个以上面积相同的凸起12，形成至少两个以上的切削刃口，且以端面中心点均匀分布。多组切削刃口可以实现复合片一次转位多次使用，提高切削效率，有效降低复合片使用成
本。
[0025]尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金基体，其特征在于，端面设有呈近似多边形的凹槽(11)，与端面共中心，多边形的若干角部分别延伸至端面边缘以外，将端面分割为若干面积相同的月牙形凸起(12)。2.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述凹槽(11)为近似菱形，两个锐角延伸至端面边缘之外。3.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述凹槽(11)的侧面、底面分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海洋，卢秧秧，
申请(专利权)人：武汉玖石超硬材料有限公司，
类型：新型
国别省市：