金刚石复合片基体制造技术

本发明专利技术提供一种金刚石复合片基体，基体为双层结构，包括上部和与其连接的下部，上部与下部的结合面为互相嵌入的圆形波浪槽结构；上部的成分质量百分含量为：钴８％～１５％，碳化钨８５％～９２％，碳化钨晶粒尺寸为０．５～３μｍ；下部的成分质量百分含量为：钴１２％～２０％，碳化钨８０％～８８％，碳化钨晶粒尺寸为２～１０μｍ。与金刚石结合的基体上部因具有更细的晶粒及更低的钴含量，进一步提高复合片的热稳定性和耐磨性；远离金刚石层的基体下部因晶粒略粗、钴含量略高，提高复合片的韧性和使用寿命；两基体间圆环波浪槽结构的结合面，显著提高两基体的结合强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金刚石复合片基体，应用于石油、天然气、地质钻头的切削部分。
技术介绍
金刚石复合片是由聚晶金刚石和硬质合金基体通过超高温高压技术复合而成，具 有高硬度和高耐磨性，镶有金刚石复合片的钻头已广泛应用于石油、天然气、矿山地质等领 域，钻进效率比普通钻头高出多倍。在复合片的合成及应用过程中，单一采用含钴量低和晶 粒细的硬质合金基体合成的复合片有较好的热稳定性及耐磨性，但韧性较差；单一采用含 钴量高和晶粒粗的硬质合金基体合成的复合片有较好的韧性，但热稳定性及耐磨性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种金刚石复合片基体。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现金刚石复合片基体，特点是所述基体为双层结构，包括上部和与其连接的下部， 上部与下部的结合面为互相嵌入的圆形波浪槽结构。进一步地，上述的金刚石复合片基体，其中，所述上部的成分质量百分含量为钴 8% 15%，碳化钨85% 92% ；所述碳化钨晶粒尺寸为0. 5 3iim。更进一步地，上述的金刚石复合片基体，其中，所述下部的成分质量百分含量为 钴12% 20%，碳化钨80% 88% ；所述碳化钨晶粒尺寸为2 lOiim。再进一步地，上述的金刚石复合片基体，其中，所述基体的上部和下部的直径为 小9 25mm，上部的高度为2 5mm，下部的高度为5 15_。再进一步地，上述的金刚石复合片基体，其中，所述圆形波浪槽呈等间距分布，为 3 8槽，槽间距为1. 5 3. 5讓。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①在金刚石复合片基体中同时具有成分和粒度梯度，基体上下部分设计为可互相 嵌入的圆环波浪槽结构；与金刚石结合的基体上部因具有更细的晶粒及更低的钴含量，进 一步提高复合片的热稳定性和耐磨性；②远离金刚石层的基体下部基体因晶粒略粗、钴含量略高，提高复合片的韧性和 使用寿命；③两基体间圆环波浪槽结构的结合面，显著提高两基体的结合强度。 附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明图1 本专利技术的主剖示意图；图2 本专利技术的主视示意图；图3 基体下部的俯视示意图。3图中各附图标记的含义为1-上部；2-圆形波浪槽；3-下部。具体实施例方式本专利技术设计一种同时具有钴含量梯度及粒度梯度的硬质合金基体，以及基体部分 的嵌入式结合，从而保证复合片有较高的热稳定性、耐磨性及韧性。如图1 3所示，金刚石复合片基体，基体为双层结构，包括上部1和与其连接的 下部3，上部1与下部3的结合面采用可互相嵌入的圆形波浪槽2。其中，上部1的成分质量百分含量为钴8% 15%，碳化钨85% 92% ；碳化钨 晶粒尺寸为0. 5 3iim。下部3的成分质量百分含量为钴12% 20%，碳化钨80% 88%;碳化钨晶粒尺寸为2 lOiim。基体的上部1和下部3的直径D为6 9 25mm，上部 的高度HI为2 5mm，下部的高度H2为5 15mm。圆形波浪槽2呈等间距分布，根据直径 大小设计为3 8槽，槽间距d为1. 5 3. 5mm ；槽的深度hi为0. 6 1. 6mm，深度h2为 0. 3 0. 8mm。在金刚石复合片基体中同时具有成分和粒度梯度，基体上下部分设计为可互相嵌 入的圆环波浪槽结构。凸现以下特点1)与金刚石结合的基体上部因具有更细的晶粒及更 低的钴含量，进一步提高复合片的热稳定性和耐磨性；2)远离金刚石层的基体下部因晶粒 略粗、钴含量略高，提高复合片的韧性和使用寿命；3)两基体间圆环波浪槽结构的结合面 有效提高两基体的结合强度。需要理解到的是以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，对于本
的普通 技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本专利技术的保护范围。权利要求金刚石复合片基体，其特征在于所述基体为双层结构，包括上部和与其连接的下部，上部与下部的结合面为互相嵌入的圆形波浪槽结构。2.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述上部的成分质量百分 含量为钴8% 15%，碳化钨85% 92%。3.根据权利要求2所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述碳化钨晶粒尺寸为 0. 5 3 μ m。4.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述下部的成分质量百分 含量为钴12% 20%，碳化钨80% 88%。5.根据权利要求4所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述碳化钨晶粒尺寸为 2 10 μ m06.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述基体的上部和下部的 直径为Φ9 25mm，上部的高度为2 5mm，下部的高度为5 15mm。7.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于所述圆形波浪槽呈等间距 分布,为3 8槽，槽间距为1. 5 3. 5_。全文摘要本专利技术提供一种金刚石复合片基体，基体为双层结构，包括上部和与其连接的下部，上部与下部的结合面为互相嵌入的圆形波浪槽结构；上部的成分质量百分含量为钴8％～15％，碳化钨85％～92％，碳化钨晶粒尺寸为0.5～3μm；下部的成分质量百分含量为钴12％～20％，碳化钨80％～88％，碳化钨晶粒尺寸为2～10μm。与金刚石结合的基体上部因具有更细的晶粒及更低的钴含量，进一步提高复合片的热稳定性和耐磨性；远离金刚石层的基体下部因晶粒略粗、钴含量略高，提高复合片的韧性和使用寿命；两基体间圆环波浪槽结构的结合面，显著提高两基体的结合强度。文档编号B32B9/00GK101852065SQ201010172000公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日专利技术者余立新, 廖江雄, 陆庆忠 申请人:苏州新锐硬质合金有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
金刚石复合片基体，其特征在于：所述基体为双层结构，包括上部和与其连接的下部，上部与下部的结合面为互相嵌入的圆形波浪槽结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖江雄，余立新，陆庆忠，
申请(专利权)人：苏州新锐硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]